La straordinaria foto dell’EHT di Sgr A*, il buco nero al centro della Via Lattea, ha avuto supporto da telescopi a raggi X per estendere la ricerca scientifica.
Mentre l’Event Horizon Telescope raccoglieva dati per la sua nuova straordinaria immagine del buco nero supermassiccio della Via Lattea, una legione di altri telescopi tra cui tre osservatori di raggi X della NASA stava osservando con lui. Gli astronomi stanno ora usando queste osservazioni per saperne di più su come il buco nero al centro della Via Lattea – noto come Sagittarius A* (Sgr A*) – interagisca e si nutra del suo ambiente a circa 27.000 anni luce dalla Terra. Quando l’Event Horizon Telescope (EHT) ha osservato Sgr A* nell’aprile 2017 per realizzare la prima immagine, gli scienziati della collaborazione hanno studiato lo stesso buco nero con strumenti che rilevano diverse lunghezze d’onda della luce.
In questa campagna di osservazione a più lunghezze d’onda, sono stati presi dati bei raggi X dal Chandra X-ray Observatory della NASA, dal Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) e dal Neil Gehrels Swift Observatory; dati radio dalla rete VLBI (Very Long-Baseline Interferometer) dell’Asia orientale e dall’array VLBI globale da 3 millimetri; e dati a infrarossi dal Very Large Telescope dell’European Southern Observatory in Cile.
Sgr A* a raggi X
“L’Event Horizon Telescope ha catturato un’altra straordinaria immagine, questa volta del gigantesco buco nero al centro della nostra galassia“, ha affermato l’amministratore della NASA Bill Nelson. “Guardare in modo più completo a questo buco nero ci aiuterà a saperne di più sui suoi effetti cosmici nell’ambiente circostante ed esemplifica la collaborazione internazionale che ci porterà nel futuro con scoperte che non avremmo mai potuto immaginare“.
Un obiettivo importante dei telescopi a supporto era catturare i brillamenti di raggi X, che si pensa siano guidati da processi magnetici simili a quelli visti sul Sole, ma possono essere decine di milioni di volte più potenti. Questi brillamenti si verificano ogni giorno all’interno dell’area di cielo osservata dall’EHT, una regione leggermente più grande dell’orizzonte degli eventi di Sgr A*, il punto di non ritorno per la materia che cade al suo interno.
E un altro obiettivo era quello di guardare a ciò che sta accadendo su scala più ampia.
Infatti, mentre il risultato EHT mostra sorprendenti somiglianze tra Sgr A* e il precedente buco nero che ha ripreso, M87*, il quadro generale è molto più complesso.
“Se la nuova immagine EHT ci mostra l’occhio di un uragano di un buco nero, allora queste osservazioni multilunghezza d’onda rivelano venti e piogge equivalenti a centinaia o addirittura migliaia di miglia al di là” ha affermato Daryl Haggard della McGill University di Montreal, Canada, che è uno dei principali scienziati della campagna di osservazione a supporto.
Una delle più grandi domande in corso sui buchi neri è come raccolgono, ingeriscono o addirittura espellono il materiale in orbita attorno a loro a velocità vicine alla luce, in un processo noto come “accrescimento”. Questo processo è fondamentale per la formazione e la crescita di pianeti, stelle e buchi neri di tutte le dimensioni, in tutto l’universo.
Le immagini di Chandra del gas caldo intorno a Sgr A* sono di fatto cruciali per gli studi sull’accrescimento perché ci dicono quanto materiale viene catturato dalle stelle vicine dalla gravità del buco nero, e quanto riesce ad avvicinarsi all’orizzonte degli eventi. Queste informazioni vitali non sono disponibili con gli attuali telescopi per nessun altro buco nero nell’universo, incluso M87*.
Un enorme insieme di dati
Gli scienziati della collaborazione internazionale hanno confrontato i dati delle missioni NASA e degli altri telescopi con modelli computazionali all’avanguardia che tengono conto di fattori come la teoria della relatività generale di Einstein, gli effetti dei campi magnetici e le previsioni di quanta radiazione dovrebbe generare il materiale attorno al buco nero a diverse lunghezze d’onda. Il confronto dei modelli con le misurazioni suggerisce che il campo magnetico attorno al buco nero è forte e che l’angolo tra la linea di vista del buco nero e il suo asse di rotazione è basso, inferiore a circa 30°.
Se confermato, ciò significa che dal nostro punto di vista stiamo guardando Sgr A* e il suo anello dall’alto, piuttosto che di lato, in modo molto simile al primo obiettivo di EHT, M87*.
I ricercatori sono anche riusciti a catturare i brillamenti di raggi X – o esplosioni – da Sgr A* durante le osservazioni EHT: uno debole visto con Chandra e Swift, e uno moderatamente luminoso visto con Chandra e NuSTAR. Con Chandra si osservano regolarmente brillamenti di raggi X con una luminosità simile a quest’ultimo, ma questa è la prima volta che l’EHT osserva contemporaneamente Sgr A*, offrendo una straordinaria opportunità di identificare il meccanismo responsabile utilizzando immagini reali.
L’intensità e la variabilità delle onde millimetriche osservate con EHT aumentano nelle poche ore immediatamente successive al brillamento di raggi X più luminoso, un fenomeno non osservato nelle osservazioni millimetriche pochi giorni prima.
L’analisi e l’interpretazione di questi dati saranno riportate in pubblicazioni future.
