Gli scienziati hanno a lungo sperato di scoprire perché i getti sparati dai buchi neri sono così luminosi e forse abbiamo una risposta.
I getti luminosi rilasciati dai buchi neri situati al centro delle galassie hanno sconcertato gli scienziati per 40 anni, ma un nuovo osservatorio orbitale ha finalmente risolto questo mistero. Utilizzando i dati dell’osservatorio orbitante Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE), i ricercatori hanno determinato che la luminosità è creata dalle particelle subatomiche chiamate elettroni che vengono energizzate dalle onde d’urto che si muovono a velocità supersonica lontano dal buco nero. I ricercatori hanno studiato un oggetto esotico chiamato blazar, un enorme disco di materiale attorno a un buco nero, al centro di una gigantesca galassia ellittica chiamata Markarian 501 situata a circa 460 milioni di anni luce dalla Terra. Al centro della maggior parte delle galassie, inclusa la nostra, si trova un buco nero supermassiccio che crea un disco di gas, polvere e detriti stellari. Quando il materiale nel disco cade verso il buco nero, la sua energia gravitazionale può essere trasformata in luce, rendendo i centri di queste galassie molto luminosi e diventando chiamati nuclei galattici attivi (AGN). E quando una galassia è situata in modo che i suoi getti puntino verso la Terra, si chiama blazar. L’astrofisico della Boston University e coautore dello studio Alan Marscher, ha dichiarato in una dichiarazione: “La luce che vediamo dai getti proviene dagli elettroni. “I raggi X del tipo che osserviamo in Markarian 501 possono provenire solo da elettroni ad altissima energia.” IXPE è stato lanciato il 9 dicembre 2021, in collaborazione con la NASA e l’Agenzia Spaziale Italiana. A differenza degli attuali osservatori orbitanti, IXPE può effettuare misurazioni della polarizzazione della luce dei raggi X, che è la distanza media e l’intensità del campo elettrico delle onde luminose che compongono i raggi X.
Il team ha indirizzato IXPE verso Markarian 501 per tre giorni all’inizio di marzo del 2022, e poi di nuovo due settimane dopo. Anche altri telescopi, sia nello spazio che a terra, hanno raccolto osservazioni sul blazar in un’ampia gamma di lunghezze d’onda della luce, tra cui radio, ottica e raggi X. I blazar sono un sottoinsieme di oggetti chiamati quasar che sono alimentati da buchi neri supermassicci che si nutrono di gas e altro materiale al centro delle galassie e inviano nello spazio due getti di particelle in direzioni opposte. E sono orientati in modo tale che uno dei loro due getti dal nostro punto di osservazione sulla Terra si stia dirigendo direttamente verso di noi. L’astronomo Yannis Liodakis del Centro finlandese per l’astronomia con l’ESO, autore principale, ha dichiarato in una dichiarazione: “I blazar sono gli oggetti luminosi più persistenti nell’universo osservabile. ‘Sono i più energici. Hanno i buchi neri più grandi e spaventosi. Tutto ciò che accade intorno a loro è così affascinante.‘ Gli scienziati hanno cercato a lungo di capire come i getti lanciati dai blazar diventino così luminosi e il comportamento delle particelle in essi contenute. I getti di questo blazar si estendono a una distanza di circa un milione di anni luce. Lo studio non è stato progettato per indagare sulle origini delle onde d’urto, che sono ancora misteriose. Ma gli scienziati ipotizzano che un disturbo nel flusso del getto faccia diventare supersonico una parte di esso. Ciò potrebbe derivare da collisioni di particelle ad alta energia all’interno del getto o bruschi cambiamenti di pressione al confine del getto. “Quando l’onda d’urto attraversa la regione, il campo magnetico diventa più forte e l’energia delle particelle aumenta“, ha detto Marscher. “L’energia proviene dall’energia di movimento del materiale che produce l’onda d’urto.”
