Cinquecento sfumature di getto

Alcuni fotogrammi del getto di M87, ottenuti da Hubble in diversi anni. Crediti: NASA, ESA, E. Meyer, W. Sparks, J. Biretta, J. Anderson, S.T. Sohn, and R. van der Marel (STScI), C. Norman (Johns Hopkins University), and M. Nakamura (Academia Sinica)

Nonostante possa essere considerato come un enorme pentolone dove ribollono ogni sorta di fenomeni fisici, l’Universo è talmente grande, e i tempi con cui i corpi celesti si modificano sono generalmente così lunghi, da rendere improbabile per un telescopio la ripresa in diretta, o quasi, di molti di quei fenomeni. Certamente aiuta se il soggetto del reportage cosmico è qualcosa che si muove ad una velocità prossima a quella della luce, e se chi riprende ha una vista acutissima, come il telescopio spaziale Hubble.

Analizzando pazientemente le osservazioni effettuate da Hubble in un periodo di oltre 13 anni, dal 1995 al 2008, un gruppo di astronomi è riuscito ad estrarre 500 fotogrammi per comporre poi un filmato veramente unico, che scandisce il sinuoso spiraleggiare di un getto di gas espulso a velocità relativistica nelle vicinanze del buco nero super-massiccio da 7 miliardi di masse solari che occupa il centro della galassia M87. Un getto già conosciuto da tempo, ma che nel filmato di Hubble mostra in grande dettaglio tutta la sua intricata dinamica, e può quindi aiutare i ricercatori a comprendere come i buchi neri attivi possano influenzare l’evoluzione della galassia che vi gravita attorno.

“I buchi neri centrali super-massicci sono un componente fondamentale di tutte le grandi galassie,” spiega Eileen T. Meyer dello Space Telescope Science Institute (STScI) a Baltimora, prima autrice dello studio pubblicato su The Astrophysical Journal Letters. “Si ritiene che la maggior parte di questi buchi neri siano passati attraverso una fase attiva, e i getti di gas prodotti in questa fase abbiano un ruolo chiave nell’evoluzione delle galassie.”

Il filmato ottenuto dalle osservazioni di Hubble rivela per la prima volta che il fiume di plasma del getto viaggia con un movimento a spirale. Con ogni probabilità il plasma segue le linee di flusso di un campo magnetico, generato dal disco di accrescimento rotante attorno al buco nero. Il campo magnetico non si può vedere, ma la sua presenza può essere dedotta dal confinamento del getto in uno stretto cono sprigionantesi dal buco nero. I ricercatori sono convinti che il campo magnetico si estenda in forma di serpentina, come indicherebbe il movimento a zig-zag o a circolo di diversi sbuffi (clumps) di gas visibili nelle immagini del getto. “In precedenti osservazioni di getti di buchi neri non era possibile distinguere tra movimento radiale e laterale,” puntualizza Meyer, “quindi non avevamo a disposizione informazioni dettagliate sul comportamento del getto.”

In aggiunta, i dati di Hubble hanno fornito indizi sul motivo per cui il getto sia composto da una lunga striscia di “blob” gassosi, che sembrano aumentare e diminuire la loro luminosità nel tempo. “La struttura del getto è molto grumosa. Questo è dovuto a un effetto balistico, come per una palla sparata da un cannone?” si chiede Mayer “Oppure vediamo all’opera qualche interessante effetto fisico, come uno shock guidato da forze magnetiche?” Il gruppo di ricercatori ha in effetti ottenuto prove per entrambi gli scenari. “Abbiamo trovato cose che si muovono rapidamente, altre che si muovono lentamente, e anche cose che sono ferme. Questo studio ci mostra come gli sbuffi siano sorgenti molto dinamiche.”

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