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di Enzo Vitale

Un'altra foto storica al buco nero nella galassia M87, l'intervista all'astrofisico Ciriaco Goddi

L'astrofisico sardo Ciriaco Goddi
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La squadra del buco nero fa un altro centro. Dopo la foto di quel "mostro" che abita il centro della galassia M87, nella costellazione della Vergine, il team internazionale della collaborazione Event Horizon Telescope (EHT), è andato anche oltre riproducendo una nuova vista dell'enorme oggetto nella cosiddetta luce polarizzata. Frutto di mesi di elaborazione del materiale acquisito, i ricercatori ora hanno anche la firma dei campi magnetici vicino al bordo di un buco nero. «Le osservazioni sono fondamentali per spiegare come la galassia M87, situata a 55 milioni di anni luce di distanza, sia in grado di lanciare getti energetici dal suo nucleo».

Video

(Il video  inizia con una vista di ALMA, un telescopio di cui l'ESO è un partner e che fa parte dell'Event Horizon Telescope, e ingrandisce il cuore di M87, mostrando successivamente osservazioni più dettagliate. Alla fine del video, si nota la prima immagine in assoluto di un buco nero - rilasciata per la prima volta nel 2019 - seguita da una nuova immagine rilasciata nel 2021: come appare questo oggetto supermassiccio alla luce polarizzata. Questa è la prima volta che gli astronomi sono stati in grado di misurare la polarizzazione, una firma dei campi magnetici, così vicino al bordo di un buco nero) Credits Eso

Tra gli scienziati coinvolti nella ricerca c'è Ciriaco Goddi, l'astrofisico sardo, in Olanda ormai da diversi anni presso le università di Nijmegen e Leiden, dove ricopre il ruolo di Project Scientist del progetto BlackHoleCam. E' anche segretario del consiglio scientifico dell’ Event Horizon Telescope e primo autore di uno dei tre studi pubblicati sull'argomento buchi neri. Con lo scienziato italiano cerchiamo di capirci di più.

(La rete dei radiotelescopi in tutto il mondo che partecipano al progetto Eht:  ALMA, APEX, l'Institut de Radioastronomie Millimetrique (IRAM) 30 metri Telescope, l'IRAM NOEMA Observatory, il James Clerk Maxwell Telescope (JCMT), il Large Millimeter Telescope (LMT), il Submillimeter Array (SMA ), il Submillimeter Telescope (SMT), il South Pole Telescope (SPT), il Kitt Peak Telescope e il Greenland Telescope (GLT))

Per osservare il cuore della galassia M87, gli scienziati hanno dovuto collegare otto radiotelescopi in tutto il mondo, tra cui l'Atacama Large Millimeter / submillimeter Array ( ALMA ) in  e l'Atacama Pathfinder EXperiment ( APEX ), in cui l'European Southern Observatory (ESO) ) è un partner per creare un telescopio virtuale delle dimensioni della Terra, l'EHT. L'impressionante risoluzione ottenuta con l'EHT è equivalente a quella necessaria per misurare la lunghezza di una carta di credito sulla superficie della Luna.

In attesa di riprendere l'immagine del "mostro" al centro della nostra galassia, Sagittarius *A, il progetto EHT sta facendo rapidi progressi,con aggiornamenti tecnologici alla rete e l’aggiunta di nuovi osservatori che,  probabilmente, riusciranno a catturare questa ulteriore immagine.

(La mappa mostra la posizione della galassia gigante Messier 87, in lato a destra, nella costellazione della Vergine, è possibile osservare le stelle visibili ad occhio nudo in buone condizioni)

L'INTERVISTA

Dottor Goddi, allora dopo la foto del secolo, ora un altro risultato storico. Ci spiega il perchè?

«Dall’Aprile del 2019, come collaborazione EHT, abbiamo ulteriormente approfondito l’analisi dei dati raccolti nel 2017. La nuova foto è infatti ricavata dagli stessi dati, ma è vista attraverso l'equivalente di un filtro polaroid, che ci ha permesso di osservare che una frazione significativa della luce attorno al buco nero di M87 è polarizzata».

In soldoni cosa significa?

«La polarizzazione è la direzione in cui oscillano le onde di natura elettromagnetica e fornisce informazioni sulla configurazione di campi magnetici nella regione dove la radiazione viene emessa. E' la prima misura della polarizzazione della luce in una regione che si trova praticamente sul “bordo” di un buco nero, sul cosiddetto orizzonte degli eventii. In particolare, l'intensità e l'orientazione della polarizzazione ci permettono di mappare le linee del campo magnetico presenti nelle vicinanze dell’orizzonte degli eventi e di studiare il loro effetto sul plasma che accresce sul buco nero».

(L'astrofisico italiano Ciriaco Goddi)

Certo che da quelle parti, dico nelle vicinanza del buco nero, ci deve essere abbastanza confusione...

«Beh, diciamo che non è proprio un luogo tranquillo -sorride-. La maggior parte della materia che si trova vicino al bordo di un buco nero vi precipita dentro. Tuttavia, alcune delle particelle riescono a sfuggire pochi istanti prima di essere catturate, e vengono così scagliate nello spazio sotto forma di getti. È proprio l’interazione tra gravità e campi magnetici che determina il destino delle particelle in orbita intorno al buco nero».

In pratica questa ennesima scoperta cosa ci fa capire in più rispetto a prima?

«Il risultato fornisce un contributo fondamentale per spiegare come la galassia M87, che si trova a 55 milioni di anni luce di distanza da noi, emetta dal suo nucleo dei getti energetici, costituiti da particelle che si muovono a velocità prossime a quelle della luce e che si estendono per almeno 5.000 anni luce dal suo centro. Questi getti di energia e materia-detti relativistici sono uno dei fenomeni più misteriosi ed energetici in astrofisica e pensiamo che siano lanciati da buchi neri supermassicci che risiedono nel nucleo di galassie attive, che chiamiamo AGN. Quelli che fuoriescono dal nucleo di M87 sono stati studiati nel corso degli anni con diversi strumenti, incluso il telescopio spaziale Hubble, ma solo ora siamo riusciti ad ottenere una descrizione completa delle strutture di campo magnetico che li avvolgono. Questo lavoro, dunque, rappresenta pertanto una pietra miliare in questo campo perché ci aiuta a capire come questi getti sono generati dal campo magnetico nelle immediate vicinanze dell'orizzonte degli eventi».

(Questa immagine composita mostra tre viste della regione centrale della galassia Messier 87 (M87) in luce polarizzata e una vista, nella lunghezza d'onda visibile, scattata con il telescopio spaziale Hubble. La galassia ha un buco nero supermassiccio al centro ed è famosa per i suoi getti, che si estendono ben oltre la galassia. L'immagine di Hubble in alto cattura una parte del getto di circa 6000 anni luce, credit Eso)

Stavolta come avete fatto ad osservare questo evento?

«Attraverso il radiotelescopio ALMA, situato in posizione geografica ottimale per connettere insieme l’intera rete EHT, abbiamo sommato i segnali delle sue cinquanta antenne da 12 metri, ALMA domina la raccolta complessiva del segnale in luce polarizzata, quindi è fondamentale per ottenere il massimo dai dati EHT”. È proprio grazie alle osservazioni di supporto di ALMA che possiamo rivelare queste strutture di campo magnetico dal bordo interno del buco nero fino a ben oltre il nucleo della galassia M87 per migliaia di anni luce».

Questa immagine mostra la vista polarizzata del buco nero in M87. Le linee segnano l'orientamento della polarizzazione, che è correlata al campo magnetico attorno all'ombra del buco nero.Credit Collaborazione EHT

LA PUBBLICAZIONE DELLO STUDIO

I risultati della ricerca saranno o pubblicati oggi in due articoli distinti in The Astrophysical Journal Letters dalla collaborazione EHT. Inoltre, un terzo articolo sulla stessa rivista, guidato dallo stesso Goddi insieme a tutta la collaborazione, descrive in dettaglio le osservazioni effettuate con ALMA.

GLI SCIENZIATI E GLI ENTI COINVOLTI

La ricerca ha coinvolto oltre 300 ricercatori di molteplici organizzazioni e università in tutto il mondo, incluso l’INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica) e Università Federico II di Napoli. Il consorzio EHT è composto da 13 istituti portatori di interessi: Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics, University of Arizona, University of Chicago, East Asian Observatory, Goethe-Universitaet Frankfurt, Institut de Radioastronomie Millimétrique, Large Millimeter Telescope, Max Planck Institute per Radio Astronomy, MIT Haystack Observatory, National Astronomical Observatory of Japan, Perimeter Institute for Theoretical Physics, Radboud University e Smithsonian Astrophysical Observatory. 

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Giovedì 25 Marzo 2021, 18:44
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