Una collaborazione scientifica internazionale, di cui fa parte anche un gruppo di ricercatori dell’Università di Trieste, ha osservato e studiato uno spettacolare brillamento del potente getto relativistico del buco nero supermassiccio al centro della galassia M87

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M87 è l’oggetto più luminoso dell’ammasso di galassie della Vergine. È diventato famoso nell’aprile 2019 dopo che gli scienziati dell’EHT hanno rilasciato la prima immagine di un buco nero. Una collaborazione scientifica internazionale di cui fa parte anche l’Università di Trieste ha osservato uno spettacolare brillamento del buco nero al centro di Messier 87. Lo studio, coordinato dal gruppo EHT-MWL e in collaborazione con istituzioni quali INAF (Istituto nazionale di astrofisica), INFN (Istituto nazionale di fisica nucleare) e ASI (Associazione spaziale italiana), è stato pubblicato sulla prestigiosa rivista Astronomy & Astrophysics.

Un incredibile lampo di raggi gamma

buco nero
Una rappresentazione grafica della curva luminosa di raggi gamma (in basso) e le immagini simulate del getto M87 (in alto) a varie scale ottenute in radio e raggi X durante le osservazioni del 2018. Crediti: EHT

L’evento è stato documentato durante la seconda serie di osservazioni dell’EHT nell’aprile 2018, che ha coinvolto oltre 25 telescopi terrestri e spaziali e ha raccolto dati a diverse lunghezze d’onda. Per la prima volta dal 2010, è stato rilevato un lampo di raggi gamma a energie molto elevate, fino a trilioni di elettronvolt, della durata di circa tre giorni.

“Siamo stati fortunati a rilevare un lampo di raggi gamma da M87* durante la missione multi-lunghezza d’onda dell’EHT. Le osservazioni ci daranno l’opportunità di indagare la fisica attorno al buco nero supermassiccio M87*. Cercheremo di capire la connessione tra il disco di accrescimento e il getto emesso. Ma anche l’origine e i meccanismi responsabili dell’emissione di fotoni di raggi gamma”, ha spiegato Giacomo Principe, autore principale dell’articolo, ricercatore UniTS e associato INAF e INFN.

Il ruolo dei telescopi

Il getto relativistico, esteso su dimensioni che superano milioni di volte quelle dell’orizzonte degli eventi del buco nero, è stato osservato con telescopi all’avanguardia come Fermi-LAT, MAGIC e HESS. Parla Francesco Longo, responsabile del gruppo di Astrofisica Gamma per l’Università e l’INFN di Trieste. “Le osservazioni effettuate simultaneamente a diverse lunghezze d’onda sono fondamentali per l’astrofisica contemporanea. Uno strumento come Fermi-LAT è fondamentale per rilevare fenomeni come il brillamento gamma di M87. Inoltre, gli strumenti gamma da terra, in grado di osservare il cielo a energie più elevate, consentono di studiare meglio il meccanismo di emissione delle sorgenti gamma”.

M87
La prima immagine del buco nero M87. Credit: EHT collaboration

L’orizzonte degli eventi del buco nero

I dati pubblicati nel paper mostrano anche una variazione significativa nell’angolo di posizione dell’asimmetria dell’anello. Si tratta del cosiddetto “orizzonte degli eventi” del buco nero. Ci aiutano a risolvere questioni come l’origine dei raggi cosmici e la formazione dei getti relativistici. “Queste osservazioni potrebbero far luce su alcune importanti questioni astrofisiche ancora irrisolte. Come hanno origine i potenti getti relativistici osservati in alcune galassie? Dove vengono accelerate le particelle responsabili dell’emissione di raggi gamma? Quale fenomeno le accelera a energie di TeV (trilioni di elettronvolt)? Qual è l’origine dei raggi cosmici?” ha concluso Giacomo Principe.

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