L’Event Horizon Telescope è ormai un progetto famoso per i suoi successi nell’acquisire immagini “impossibili”. La sua ultima scoperta riguarda il buco nero al centro di Centaurus A e i suoi misteriosi jet.

La foto del EHT

Il 19 luglio 2021 su Nature è stato pubblicato un articolo che parla dei jet che fuoriescono dal buco nero presente al centro della Galassia, e ne spiega le particolarità.

Attraverso un’osservazione di 25 microarcsecondi a una lunghezza d’onda di1.3mm gli studiosi sono riusciti a catturare i jet che fuoriescono dal buco nero supermassiccio responsabile delle emissioni radio così intense, le foto sono state messe a confronto con le precedenti di M87:

I due getti, hanno concluso gli scienziati, si assomigliano ma per poter andare più a fondo e fotografare l’ombra dell’orizzonte degli eventi è necessaria una frequenza di terahertz

La Galassia Centaurus A

NGC 5128, anche meglio conosciuta come Centaurus A è una galassia nella costellazione del Centauro. E’ distante quasi 11 milioni di anni luce dalla nostra Galassia, ed è una delle più luminose osservabili a causa della sua attività: si tratta infatti della Galassia Attiva più vicina a noi.

Una particolare caratteristica di Centaurus A è che è divisa in due lobi, questo probabilmente per via di una fusione con un’altra Galassia. Inoltre sono state scoperti dei campi magnetici che si estendono per molti anni luce al di fuori del corpo celeste.

Se vuoi approfondire l’argomento dei buchi neri, ti consiglio di visitare la pagina dedicata a questo link.

In un recente articolo su Nature, viene esposto il futuro di Palomar 5, un ammasso la cui popolazione sarà caratterizzata al 100% da buchi neri. Andiamo a scoprirlo

Palomar 5

Palomar 5 è un ammasso globulare (ossia un insieme sferoidale di stelle che orbitano attorno al centro di una galassia) presente nella costellazione del Serpente. E’ distante circa 75.500 anni luce da noi, e l’elemento particolare di questo ammasso è che gran parte delle stelle che ne facevano parte sono state strappate verso la via lattea, in una corrente stellare.

Lo Studio

Il 5 luglio 2021 è stato pubblicato questo articolo su Nature Astronomy, in cui ci vengono illustrati i risultati di alcune simulazioni sull’ammasso.

Le simulazioni hanno rivelato che le caratteristiche di questo oggetto possono essere spiegate da una vasta popolazione di buchi neri di massa intermedia che costituisce oggi circa il 20% dell’intera massa di Palomar 5.

Probabilmente, a causa della velocità in cui le stelle vengono “strappate” dall’ammasso, quest’ultimo è sempre più costituito da buchi neri e in un futuro gli scienziati hanno predetto che la massa di Palomar 5 sarà costituita al 100% da buchi neri.

Perchè è importante

Questo particolare fenomeno che si verifica con Palomar 5 costituisce un modello sulle recenti scoperte di correnti stellari all’interno dell’alone della Via Lattea, e se ciò si fosse verificato più volte potrebbe spiegare una parte della materia oscura nella nostra Galassia.

Se ti interessa approfondire, vai alla sezione sulla Materia Oscura.

Un articolo su Nature illustra delle evidenze di buchi neri di massa intermedia che potrebbero spiegare la formazione dei mostri galattici che alimentano le Galassie.

Buchi neri supermassici

Chiamati così a causa della loro massa enorme (milioni o addirittura miliardi di masse solari), i buchi neri supermassicci sono dei mostri galattici su cui però non è stata trovata ancora una soluzione in merito alla loro formazione.

Alcuni modelli ipotizzano che questi oggetti si siano creati nei primi momenti del bigbang, o che sono dovuti al collasso di stelle “relativistiche” estreme o che siano dovuti a buchi neri stellari che risucchiando materia crescano sempre di più.

Una nuova possibilità

Nell’articolo su Nature pubblicato da un team dell’università di Melbourne, viene evidenziata la presenza di un nuovo tipo di buchi neri, definiti come buchi neri di massa intermedia.

Questi oggetti, presenti negli ammassi stellari, sono stati rilevati grazie all’effetto lente osservato durante lo studio dei lampi gamma: nell’articolo viene citata la sorgente GRB 950830, che sembra una potenziale candidata a essere una sorgente soggetta a effetto lente di un buco nero di massa intermedia.

Come possono essersi formati i buchi neri di massa intermedia?

Proiettandoci negli ammassi solari, gli studiosi hanno osservato che nelle simulazioni di ammassi di piccole dimensioni si verifica un fenomeno che crea delle “megastar“, stelle di massa che si aggira intorno alle 10³ masse solari, formatesi da fusioni di più stelle, prima che queste esplodano in supernova.

Queste megastelle sarebbero successivamente collassate, formando così un buco nero di masse intermedie tra un buco nero stellare e uno supermassiccio.

Perchè i buchi neri di massa intermedia potrebbero spiegare i buchi neri supermassicci

L’articolo spiega la possibilità che questi ammassi ad una distanza intorno allo z=2 potrebbero essere ricchi di buchi neri a massa intermedia. Se così fosse, nel tempo questi oggetti potrebbero essere fusi tra loro e gas stellari, formando le Galassie come le conosciamo ora: costituite da un buco nero enorme al suo interno che da sempre affascina la scienza.

Scopriamo l’immagine aggiornata del buco nero M87 e cos’è Event Horizon Telescope

EHT (Event Horizon Telescope)

l’EHT è forse il progetto più rivoluzionario e riuscito nella ricerca astronomica. Si tratta di un telescopio basato su un sistema VLBI (Very Large Baseline Interferometry), ossia Interferometria a lunghissima base. Cosa vuol dire?

Questo sistema è caratterizzato da più radiotelescopi collegati tra loro in simultanea, in grado di osservare parti del cielo in modo estremamente più preciso. Nel caso dell’Event Horizon Telescope, gli apparati che lo compongono sono divisi in ogni continente e sono i radiotelescopi più celebri, come ad esempio ALMA in Cile.

Il progetto è guidato dal ricercatore Sheperd Doleman, la sua storia e la costituzione di EHT vengono minuziosamente raccontati nel libro “L’ombra di Einstein” di Seth Fletcher.

La nuova immagine di M87

l’immagine di M87 pubblicata su Astrophysical Journal evidenzia il campo magnetico del mostro galattico, attraverso l’analisi della radiazione polarizzata, che mette in evidenza la presenza del campo. Ulteriori foto mostrano il famoso getto relativistico emesso dal buco nero, per la prima volta gli scienziati possono studiarlo da osservazioni minuziose e dirette.

M87

Il buco nero in questione, è un supermassiccio presente nella Galassia M87 nell’ammasso della Vergine e formatosi probabilmente dalla fusione di più buchi neri, essendo un mostro di 6.6 miliardi di masse solari.

Sin dalle prime immagini della Galassia, era ben evidente il getto di materia che fuoriusciva dal centro, rendendola oggetto di studio e osservazione.

Fonti

First M87 Event Horizon Telescope Results. VIII. Magnetic Field Structure near The Event Horizon

First M87 Event Horizon Telescope Results. VII. Polarization of the Ring

Un nuovo articolo su Astrophysical journal descrive alcuni flares infrarossi estremi che provengono dal centro della nostra Galassia, in particolare dal buco nero supermassiccio Sagittarius A*

Prima della lettura ti consigliamo di visitare la pagina dedicata ai buchi neri.

Sagittarius A*, il nostro buco nero supermassiccio

Sgr A* è forse uno degli oggetti che più affascina gli astronomi. Si tratta di un buco nero supermassiccio contenente 4.1 x 10⁶ masse solari ed è proprio al centro della nostra Via Lattea, nella costellazione del Sagittario.

Molti sono i misteri che lo caratterizzano: riusciremo mai a fotografarlo direttamente? Che ruolo ha nello sviluppo e movimento della Via Lattea? Cosa succede al suo interno e nei dintorni?

Come è stato scoperto

La scoperta di Sagittarius A* è collegata all’articolo di cui parleremo: per scovarlo gli astronomi hanno guardato intorno a lui, studiando i moti molto insoliti delle stelle che lo orbitano.

Il buco nero ha parecchie stelle e gas che lo orbitano, rendendolo un luogo estremamente attivo. In particolare la stella più vicina all’oggetto è S2, una stella che passa vicino al mostro ad una velocità superiore ai 5000 km/s, rendendola l’oggetto più veloce mai conosciuto.

La novità nei lampi infrarossi

L’articolo pubblicato su Astrophysical Journal descrive uno studio su delle emissioni di raggi infrarossi estreme da Sgr A*, tali emissioni sembrano essere le più violente mai conosciute e si sono verificate durante le osservazioni nel 2019.

Lo studio sostiene che i bagliori di infrarossi potrebbero essere dovuti alla caduta consistente di materiale dalle nubi G1 e G2, e probabilmente anche da S0-2.

Questo può essere importante per capire i processi fisici che avvengono nel buco nero, argomento su cui sappiamo ancora poco. Sembra però che il nome “buco nero” non sia più molto appropriato a questi oggetti estremamente attivi, i cui bagliori sono tra i più intensi mai registrati.

Scoperto nel 1964, Cygnus x-1 è una grande sorgente di raggi X che ospita un buco nero in coppia con una stella. Un sistema che non smette di essere affascinante.

I Dati

Cygnus X-1 è una sorgente di raggi X molto intensa, situata nella costellazione del cigno. E’ stata la prima sorgente riconosciuta ad ospitare un buco nero, in questo caso di tipo stellare, grazie alla sua intensità e particolarità.

Cyg X-1 è infatti costituito da un buco nero e una stella blu supergigante (HDE 226868) in sistema binario, ossia entrambi ruotano intorno ad un asse. In un sistema del genere, il buco nero “risucchia” parte del gas stellare creando un vento di gas che parte dalla stella e arriva al buco nero, rendendo l’oggetto estremamente luminoso.

Origine

La stella da cui il buco nero deriva potrebbe essere una stella molto particolare: una Wolf-Rayet, ossia una stella molto evoluta la cui particolarità è che perde una grande quantità di massa quando collassa. Nello specifico, l’oggetto stellare che precedeva Cygnus X-1 potrebbe essere stata una stella di circa 40 masse solari, di cui però 30 sono andate un po’ perse e un po’ nella stella HDE 226868.

Dopo la fase Wolf-Rayet, la stella è collassata generando un buco nero di circa 15 masse solari, questo evento però non è stato di tipo esplosivo: sembra che la stella sia semplicemente collassata su se stessa lasciando integra l’altra compagna.

Raggi X e getti relativistici

Come abbiamo intuito, Cyn X-1 è un sistema molto attivo, le emissioni di raggi X e luminosi sono molto intense. Il disco di accrescimento è estremamente caldo a causa del gas ionizzato che genera attrito con le parti interne del buco nero. Tale disco inoltre è molto esteso rispetto all’orizzonte degli eventi: il primo arriva a circa 15.000 km mentre il raggio di Scwarzschild è di soli 26 km.

L’emissione di raggi X è stata paragonata alcune volte alle esplosioni x emesse dalle stelle di neutroni, eventi molto intensi.

Inoltre è presente anche un getto relativistico come nei buchi neri supermassicci, generato dalla materia che deriva dalla stella e entra nell’oggetto. Tale getto riesce a raggiungere addirittura la potenza di  9 ± 5×10²⁹ W che corrisponde a mille volte la potenza del Sole, nonostante ciò i getti non sono molto evidenti perchè solo una parte dell’emissione rientra nello spettro elettromagnetico.

Se vuoi saperne di più su come funziona un buco nero, dai un’occhiata alla pagina dedicata!

Fonti

Cygnus X-1 Wikipedia.org

Sito INAF

I Quasar sono stati nominati più volte e sono uno dei più grandi misteri del cosmo. Ton 618 è uno dei più grandi che conosciamo. Andiamo a scoprirlo.

Si trova nella costellazione dei cani da caccia ed è distante 10.4 miliardi di anni luce da noi. Il buco nero al suo interno ha una massa intorno alle 66 miliardi di masse solari. Non è solo l’oggetto più massiccio, ma anche il più luminoso: 140 trilioni di volte la brillantezza del Sole.

TON618 è un Quasar da record ed è stato rilevato per la prima volta in Italia: Nel 1970 l’Università di Bologna lo ha identificato come Quasar, galassia attiva con un enorme buco nero al suo interno.

I numeri di TON618 sono così assurdi che il buco nero è stato battezzato “buco nero ultramassiccio“, anche grazie al raggio di Schwarzchild che è di 1300AU (Unità Astronomiche), circa 390 miliardi di km.

Il Quasar TON618 è rimasto un punto di riferimento nel cosmo, la sua distanza e luminosità sono utili per la creazione di mappe dello spazio che saranno utili in futuro per dare una posizione utile agli oggetti nell’universo osservabile.

Il National Space Science Center cinese ha appena lanciato in orbita due sonde, con l’obbiettivo di rilevare i lampi di raggi gamma emessi nel cosmo.

Il nome del progetto è “Gravitational Wave High-energy Electromagnetic Counterpart All-sky Monitor” (GECAM), dell’Accademia delle scienze cinese. Le due sonde GECAM, di dimensioni ridotte, si trovano ai lati opposti della Terra e sono quindi in grado di analizzare il cielo in ogni parte.

Il progetto è importante perchè il suo obbiettivo è trovare le onde gravitazionali emesse dalla fusione di oggetti super massicci, come due buchi neri o stelle di neutroni. Questi grandi scontri generano lampi gamma che vengono poi studiati dal team di astronomi della missione.

In realtà, esistono già due telescopi in grado di effettuare questa rilevazione: i rilevatori della NASA Swift e Fermi riescono a trovare dei raggi gamma molto intensi nel cielo, sono però limitati poichè hanno una visione solo parziale del cosmo.

Inoltre, le due sonde statunitensi sono già ben datate: Swift è stato lanciato nel 2004 per una missione di due anni mentre Fermi avrebbe dovuto operare per massimo 10 anni dal 2008. Era proprio necessaria questa nuova missione quindi, e la Cina ha preso subito la palla al volo.

La durata della GECAM dovrebbe essere di 5 anni, con un finanziamento di 610 MLN di dollari USA.

Queste e altre informazioni le puoi trovare nell’articolo di Science del 10 dicembre 2020: Ecco il link.

Uno studio del 30 Novembre 2020 sulla rivista Nature riporta delle nuove scoperte che riguardano alcune galassie attive.

La ricerca riguarda in modo particolare i nuclei delle galassie attive: si sapeva già che queste zone caratterizzate da un grande buco nero supermassiccio emettono dei getti di radiazioni ionizzanti, ma ora è stato scoperto che in almeno il 50% delle galassie attive questi deflussi trasportano energia cinetica, e tale energia costituisce gran parte della potenza dei nuclei galattici.

Per compiere le osservazioni è stato necessario osservare lo spettro di raggi X e ultravioletti, ma sono necessarie ulteriori indagini per capire i processi fisici che regolano queste particolari galassie, estremamente luminose nel nostro cielo.

Il link completo all’articolo lo puoi trovare qui.