L’Event Horizon Telescope ha svelato nuove immagini dettagliate del buco nero M87 che rivelano un ambiente dinamico con modelli di polarizzazione mutevoli.
Situato a circa 55 milioni di anni luce dalla Terra, M87 ospita un buco nero supermassiccio con una massa pari a oltre sei miliardi di volte quella del Sole. L’EHT, una rete globale di radiotelescopi che funge da osservatorio delle dimensioni della Terra, ha catturato per la prima volta l’immagine iconica dell’ombra del buco nero di M87 nel 2019. Ora, confrontando le osservazioni del 2017, 2018 e 2021, gli scienziati hanno compiuto un ulteriore passo avanti verso la scoperta di come i campi magnetici vicino al buco nero cambiano nel tempo.
Una polarizzazione mutevole
“Ciò che è notevole è che, mentre la dimensione dell’anello è rimasta costante nel corso degli anni, confermando l’ombra del buco nero prevista dalla teoria di Einstein, il modello di polarizzazione è cambiato significativamente“, ha affermato Paul Tiede, astronomo del Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, e co-responsabile del nuovo studio. “Questo ci dice che il plasma magnetizzato che turbina vicino all’orizzonte degli eventi è tutt’altro che statico; è dinamico e complesso, spingendo i nostri modelli teorici al limite“.
Tra il 2017 e il 2021, il modello di polarizzazione ha invertito la sua direzione. Nel 2017, i campi magnetici sembravano muoversi a spirale in una direzione; nel 2018, si sono stabilizzati; e nel 2021, si sono invertiti, muovendosi a spirale nella direzione opposta. Alcuni di questi apparenti cambiamenti nella direzione di rotazione della polarizzazione potrebbero essere influenzati da una combinazione di struttura magnetica interna ed effetti esterni, come uno schermo di Faraday.
Gli effetti cumulativi di come questa polarizzazione cambia nel tempo suggeriscono un ambiente turbolento in evoluzione in cui i campi magnetici svolgono un ruolo vitale nel governare il modo in cui la materia cade nel buco nero e il modo in cui l’energia viene lanciata verso l’esterno. “Il fatto che il modello di polarizzazione abbia invertito la sua direzione dal 2017 al 2021 è stato del tutto inaspettato“, afferma Jongho Park, astronomo della Kyunghee University e collaboratore del progetto. “Mette in discussione i nostri modelli e dimostra che c’è ancora molto che non comprendiamo in prossimità dell’orizzonte degli eventi“.
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Osservazioni sempre aggiornate
“Anno dopo anno, miglioriamo l’EHT, con telescopi aggiuntivi e strumentazione aggiornata, nuove idee per le esplorazioni scientifiche e nuovi algoritmi per ottenere di più dai dati“, ha aggiunto il co-responsabile Michael Janssen, professore associato presso la Radboud University di Nimega e membro del comitato scientifico dell’EHT. “Per questo studio, tutti questi fattori hanno contribuito a creare nuovi risultati scientifici e nuove domande, che ci terranno sicuramente impegnati per molti altri anni“.
Fondamentalmente, le osservazioni dell’EHT del 2021 includevano due nuovi telescopi – Kitt Peak in Arizona e NOEMA in Francia – che hanno migliorato la sensibilità e la nitidezza delle immagini dell’array. Ciò ha permesso agli scienziati di vincolare, per la prima volta con l’EHT, la direzione di emissione della base del getto relativistico di M87, un fascio stretto di particelle energetiche che fuoriesce dal buco nero a una velocità prossima a quella della luce. Gli aggiornamenti al Greenland Telescope e al James Clerk Maxwell Telescope hanno ulteriormente migliorato la qualità dei dati nel 2021.
Getti come quello di M87 svolgono un ruolo cruciale nell’evoluzione galattica, regolando la formazione stellare e distribuendo energia su vasta scala. Emettendo in tutto lo spettro elettromagnetico, inclusi raggi gamma e neutrini, il potente getto di M87 fornisce un laboratorio unico per studiare come questi fenomeni cosmici si formano e vengono lanciati. Questa nuova rilevazione fornisce un tassello fondamentale del puzzle. Mentre la collaborazione Event Horizon Telescope continua ad ampliare le sue capacità di osservazione, questi nuovi risultati illuminano l’ambiente dinamico che circonda M87* e approfondiscono la comprensione della fisica dei buchi neri da parte degli scienziati.
Per saperne di più
- Leggi l’articolo originale su Event Horizon Telescope
- Leggi il paper scientifico intitolato “Horizon-scale variability of from 2017–2021 EHT observations” pubblicato su Astronomy & Astrophysics
