Un intenso campo magnetico vicino all'orizzonte degli eventi di un buco nero supermassiccio rilevato da ALMA

Un campo magnetico molto potente è stato rilevato da ALMA ( Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) vicino all'orizzonte degli eventi di un buco nero supermassiccio. I risultati saranno pubblicati nel numero del 17 aprile 2015 della rivista Science.

I buchi neri supermassicci, con masse di milliardi di volte quella del Sole, si trovano nel cuore di quasi tutte le galassie dell'Universo.
Su questi buchi neri può accrescere materia in enormi quantità per mezzo di un disco che li circonda. Mentre la maggior parte della materia cade sul buco nero, parte può sfuggire appena prima della cattura ed essere lanciata nello spazio a velocità vicine a quella della luce, sotto forma di un getto di plasma. Il meccanismo ancora non è ben compreso anche se si pensa che i forti campi magnetici, che agiscono in prossimità dell'orizzonte degli eventi, abbiano un ruolo cruciale nel processo, aiutando la materia a sfuggire dalle fauci spalancate dell'oscurità.

Finora sono stati osservati solo i deboli campi magnetici più lontani, a diversi anni luce di distanza dai buchi neri.
Campi magnetici molto più deboli sono stati trovati nelle vicinanze del buco nero supermassiccio, ma relativamente quieto, che si trova al centro della Via Lattea. Osservazioni recenti hanno anche svelato campi magnetici deboli nella galassia attiva NGC 1275, rivelati a lunghezze d'onda millimetriche.

In questo studio, invece, gli astronomi della Chalmers University of Technology e dell' Onsala Space Observatory in Svezia hanno usato ALMA per rilevare segnali direttamente legati a un forte campo magnetico molto vicino all'orizzonte degli eventi del buco nero supermassiccio di una galassia lontana chiamata PKS 1830-211. Questo campo magnetico si trova esattamente nel luogo in cui la materia viene improvvisamente lanciata via dal buco nero sotto forma di getto.

L'equipe ha misurato la forza del campo magnetico studiando il modo in cui la luce è polarizzata, mentre si allontana dal buco nero.

" La polarizzazione è una proprietà importante della luce e viene usata molto anche nella vita quotidiana, per esempio negli occhiali da sole o negli occhiali 3-D al cinema", commenta Ivan Marti-Vidal, primo autore dell'articolo. " Quando viene prodotta in natura, la polarizzazione può essere usata per misurare i campi magnetici, poiché la luce cambia la sua polarizzazione quando attraversa un mezzo magnetizzato. In questo caso, la luce che vediamo con ALMA ha attraversato un materiale molto vicino al buco nero, una zona piena di plasma altamente magnetizzato."

Applicando ai dati ALMA una nuova tecnica di analisi sviluppata dal team stesso, la direzione del piano di polarizzazione della radiazione che proviene dal centro di PKS 1830-211 era routata (campi magnetici introducono la rotazione di Faraday, che fa ruotare il piano di polarizzazione in modi diversi a diverse lunghezze d'onda).
Queste sono le lunghezze d'onda più corte mai usate per questo tipo di studio, che permetteno di sondare le regioni molto vicine al buco nero centrale. Le osservazioni di ALMA, infatti, effettuate a una lunghezza d'onda efficace di circa 0,3 millimetri, rispetto alle precedenti lunghezze d'onda radio molto più lunghe, possono vedere la luce di lunghezza d'onda millimetrica, l'unica che può sfuggire dalle regioni prossime al buco nero, mentre le radiazioni di lunghezza d'onda maggiore sono assorbite.

" Abbiamo trovato un chiaro segnale di rotazione del piano della polarizzazione, un segnale centinaia di volte superiore al più alto mai trovato nell'Universo," conclude Sebastien Muller, co-autore dell'articolo. " La nostra scoperta è un balzo gigante in termini di frequenza di osservazione, grazie all'uso di ALMA, e in termini della distanza dal buco nero a cui viene sondato il campo magnetico - dell'ordine di alcuni giorni-luce dall'orizzonte degli eventi. Questi risultati, e gli studi futuri, ci aiuteranno a capire cosa stia realmente accadendo nell'immediata vicinanza di un buco nero supermassiccio".

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