Janas
I campi magnetici di un buco nero

La prima immagine dei campi magnetici ai confini di un buco nero

Nuova sensazionale scoperta dalla collaborazione dell’Event Horizon Telescope (EHT), la stessa che due anni fa aveva realizzato la prima foto di un buco nero. Tra i protagonisti c’è ancora una volta Ciriaco Goddi.

Dall’aprile di due anni la collaborazione Event Horizon Telescope (EHT) ha ulteriormente approfondito l’analisi dei dati raccolti fornendo al mondo questa nuova spettacolare immagine: il nuovo scatto è ricavato dagli stessi dati, ma realizzato attraverso uno speciale filtro. Le nuove immagini svelano per la prima volta i campi magnetici nei dintorni del buco nero al centro di M87. Come si ricorderà, la prima foto del buco nero in M87, definita da alcuni come “la foto del secolo”, è stata pubblicata il 10 aprile 2019 e ha fatto subito il giro del mondo.

Uno dei protagonisti di questa impresa secolare è Ciriaco Goddi, con una laurea e dottorato in Fisica presso il nostro ateneo. Egli è attualmente in servizio presso le università olandesi di Nijmegen e Leiden, primo autore di uno dei tre studi pubblicati l’altro giorno.

La ricerca ha coinvolto oltre 300 ricercatori di molteplici organizzazioni e università in tutto il mondo, incluso colleghi dell’INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica) e Università Federico II di Napoli.

Una foto scattata con l’equivalente di un filtro polaroid

Il nuovo scatto è ricavato dagli stessi dati, ma è realizzato attraverso l’equivalente di un filtro polaroid. Questo filtro ha permesso alla collaborazione di osservare che una frazione significativa della luce attorno al buco nero di M87 è polarizzata.

La polarizzazione è la direzione in cui oscillano le onde di natura elettromagnetica e fornisce informazioni sulla configurazione di campi magnetici nella regione dove la radiazione viene emessa. Si tratta della prima misura della polarizzazione della luce in una regione che si trova praticamente sul “bordo” di un buco nero. Cioè cosiddetto “orizzonte degli eventi“. In particolare, l’intensità e l’orientazione della polarizzazione permettono agli scienziati di mappare le linee del campo magnetico presenti nelle vicinanze dell’orizzonte degli eventi. Di conseguenza si può studiare il loro effetto sul plasma che accresce sul buco nero.

I getti energetici della galassia M87

La maggior parte della materia che si trova vicino al bordo di un buco nero vi precipita dentro. Tuttavia, alcune delle particelle riescono a sfuggire pochi istanti prima di essere catturate. Esse vengono così scagliate nello spazio sotto forma di getti. È proprio l’interazione tra gravità e campi magnetici che determina il destino delle particelle in orbita intorno al buco nero. Il risultato ottenuto fornisce un contributo fondamentale per spiegare come la galassia M87 (che si trova a 55 milioni di anni luce di distanza da noi) emetta dal suo nucleo dei getti energetici. Getti costituiti da particelle che si muovono a velocità prossime a quelle della luce e che si estendono per almeno 5mila anni luce dal suo centro.

Come spiega Goddi “Questi getti di energia e materia (detti relativistici) sono uno dei fenomeni più misteriosi ed energetici in astrofisica. Crediamo che questi potentissimi fasci energetici siano emessi in prossimità di buchi neri di miliardi di masse solari che risiedono nel nucleo di galassie attive, Active Galactic Nuclei (AGN). Quelli che fuoriescono dal nucleo di M87 sono stati studiati nel corso degli anni con diversi strumenti, incluso il telescopio spaziale Hubble, ma solo ora siamo riusciti ad ottenere una descrizione completa delle strutture di campo magnetico che li avvolgono”.

Un telescopio virtuale delle dimensioni della Terra

Questo lavoro rappresenta pertanto una pietra miliare in questo campo. Infatti ci aiuta a capire come questi getti sono generati dal campo magnetico nelle immediate vicinanze dell’orizzonte degli eventi. Per osservare il cuore della galassia M87, la collaborazione ha collegato otto telescopi in tutto il mondo. Di conseguenza è stato creato un telescopio virtuale delle dimensioni della Terra.

Tra questi abbiamo il potentissimo telescopio ALMA (l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) in Cile, che ha giocato un ruolo centrale nell’intero processo. ALMA è situato in posizione geografica ottimale per connettere insieme l’intera rete EHT. Sommando i segnali delle sue cinquanta antenne da 12 m, ALMA domina la raccolta complessiva del segnale in luce polarizzata. Quindi è fondamentale per ottenere il massimo dai dati EHT. Ed è grazie alle osservazioni di supporto di ALMA che possiamo rivelare queste strutture di campo magnetico dal bordo interno del buco nero. Tutto ciò fino a ben oltre il nucleo della galassia M87 per migliaia di anni luce.

I risultati sono stati pubblicati in due articoli distinti in The Astrophysical Journal Letters dalla collaborazione EHT. Inoltre, un terzo articolo sulla stessa rivista, guidato dallo stesso Goddi insieme a tutta la collaborazione, descrive in dettaglio le osservazioni effettuate con ALMA.

About Ilaria Atzei

Ilaria Atzei
Mi chiamo Ilaria e frequento l'ultimo anno della triennale di Beni Culturali e Spettacolo dell'Università di Cagliari.

Controlla anche

buco nero

Una nuova immagine del super buco nero e del suo campo magnetico

L’immagine è eccezionale: la prima che mostra i campi magnetici al confine con il gigantesco buco nero nella …

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *