L’incredibile spettacolo di gas e particelle intorno ad un buco nero analizzato dagli scienziati

Intorno ad un buco nero "attivo" c'è un turbinio di attività varie tra cui quelle di bolle di gas in espansione, campi magnetici vari e filamenti di particelle che schizzano via a velocità relativistiche (credito: Università di Bologna)

Il turbinio e l’espansione di particelle e gas caldo intorno ad un buco nero attivo sono stati osservati per la prima volta ad un livello di dettaglio mai raggiunto prima da un team di ricercatori che hanno usato i dati raccolti dal LOw Frequency ARray (LOFAR), il radiotelescopio a bassa frequenza più grande del mondo situato nei Paesi Bassi.
I ricercatori confermano che le bolle di gas in espansione e i campi magnetici intorno ai buchi neri attivi innescano potenti fasi di formazione stellare nell’area circostante. Lo studio, realizzato da ricercatori dell’Università di Bologna e dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), è stato pubblicato sulla rivista Nature Astronomy.[1]

Ammasso di galassie a 200 milioni di anni luce di distanza

I ricercatori, che hanno usato anche i dati ottenuti ai raggi X dal telescopio eROSITA, si sono concentrati su un gruppo di circa 20 galassie, un ammasso denominato Nest200047 e situato ad una distanza da noi di circa 200 milioni di anni luce.
Proprio al centro di questo sistema di galassie c’è un enorme buco nero supermassiccio attivo circondato da campi magnetici e da diverse coppie di bolle di gas che si espandono nonché filamenti di gas le cui particelle schizzano via a velocità vicine a quella della luce su distanze enormi.

Spettacolo simile a quello di un’eruzione vulcanica

I ricercatori hanno scoperto che in particolare le bolle di gas intorno a buco nero, manipolate dalla forte gravità di quest’ultimo, tendono ad espandersi e a trasformarsi praticamente in tempo reale creando, come spiega Marisa Brienza, una ricercatrice dell’Università di Bologna e autrice principale dello studio, maestose strutture che assumono la forma di funghi, anelli o filamenti. Si tratta di uno spettacolo che può essere paragonato a quello che si può vedere nel corso di una eruzione vulcanica qui sulla Terra, spiega la ricercatrice.

Bolle di gas e campi magnetici si espandono e accelerano formazione stellare

Le bolle di gas intorno a buchi neri come quello al centro del sistema di galassie Nest200047 sono molto importanti perché possono influenzare fortemente anche la velocità di formazione stellare dell’area. Lo fanno perché queste bolle di particelle, insieme ai campi magnetici che si producono intorno ad un buco nero attivo, si espandono e riscaldano il mezzo intergalattico circostante.
I ricercatori hanno calcolato che un buco nero attivo può avere un effetto, in termini di tassi di formazione stellare, enorme, fino a 100 volte più grandi del normale tasso di formazione stellare delle altre aree della galassia ospitante. Impatti del genere, inoltre, possono durare per centinaia di milioni di anni.

Filamenti di gas

Tra le altre cose i ricercatori hanno dedotto che i filamenti di gas che schizzano via dal buco nero quasi alla velocità della luce probabilmente sono resti di bolle di gas prodotte centinaia di milioni di anni prima, bolle che si sono frantumate e poi mescolate con il mezzo intergalattico circostante.

Note e approfondimenti

  1. A snapshot of the oldest active galactic nuclei feedback phases | Nature Astronomy (IA) (DOI: 10.1038/s41550-021-01491-0)
  2. Come vulcani: i buchi neri producono bolle, anelli e filamenti di “fumo intergalattico” — UniboMagazine (IA)

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