Galassie che si scontrano e getto relativistico da un buco nero: catturati 2 fenomeni tra più potenti del cosmo

Martedì 7 Aprile 2020 di Enzo Vitale

La quantità di energia che possono emettere in un secondo è più grande di quella che il nostro Sole produrrà nel corso della sua intera vita. Un fenomeno tra i più violenti dell'Universo è quello registrato in due parti distanti dello spazio e con modalità totalmente diverse.
Si tratta di un getto relativistico, il primo originato probabilmente dalle vicinanze di un buco nero supermassiccio, e l'altro dall'imminente scontro tra due lontanissime galassie. Il risultato è stato appunto il potente getto di energia e materia accelerata a velocità prossime a quella della luce. Per semplificare va detto che i getti di materiale relativistico sono i più potenti fenomeni astrofisici dell'universo.  Questa energia è emessa sotto forma di radiazioni, come le onde radio intense, i raggi X e i raggi gamma.

Ma andiamo con ordine

LEGGI ANCHE : Buco nero, ecco la prima foto reale: dista 55 milioni di anni luce. «È l'immagine del secolo»

EVENT HORIZON TELESCOPE
Il primo fenomeno è stato catturato dagli scienziati di Eht (Event horizon telescope), gli stessi che alcuni mesi fa erano riusciti a "fotografare" l'immagine di un buco nero all'interno della galassia M87.
«Ogni volta che apriamo una nuova finestra osservativa sul nostro Universo, esso ci regala nuove emozioni -è stato il commento a freddo di Mariafelicia De Laurentis, ricercatrice all’Infn e professore all’Università Federico II di Napoli, membro della Collaborazione EHT-. Il risultato ottenuto ci permette ora di avere una maggiore comprensione della natura e dei processi fisici alla base di queste enormi sorgenti di energia: siamo riusciti ad aggiungere un altro tassello al grande puzzle della storia dell’universo».
Il getto relativistico osservato ne quasar 3C 279 (acronimo di QUASi-stellAR,  sorgente “quasi stellare) dovrebbe essere stato originato probabilmente dalle vicinanze di un buco nero supermassiccio che si trova nei pressi di una galassia nella costellazione della Vergine.


(Mariafelicia De Laurentis, ricercatrice all’Infn e professore all’Università Federico II di Napoli, membro della Collaborazione EHT)

Gli strumenti di Eht, distribuiti in varie zone del pianeta, sono riusciti ad avere un'immagine più nitida del fenomeno carpendone sia il getto (fino al disco di accrescimento), sia il getto e il disco stessi mentre sono in azione. «Questi risultati  -ha spiegato anche  Kazi Rygl, ricercatrice Inaf a Bologna nel team scientifico di EHT- hanno rivelato la parte più interna del getto del Quasar al centro della galassia nella costellazione della Vergne, già osservato su grande scala a lunghezze d’onda maggiori con tecniche cosiddette VLBI. Ora questo nuovo studio ci permette di comprendere meglio i processi fisici e la struttura dei getti nei Nuclei Galattici Attivi». La scoperta è stata pubblicata oggi  su Astronomy and Astrophysics .

«Anche se confinati causa Corona-virus, noi scienziati non ci fermiamo. Il nostro nuovo risultato con l' Event Horizon Telescope: un'immagine ad altissima risoluzione della base di un getto relativistico lanciato dal buco nero supermassicio (aka blazar) 3C279. Innanzitutto -prosegue- spieghiamo il significato di getto relativistico che per definizione significa che e' descritto dalla teoria della relatività di Einstein, in pratica vuol dire che si muove a velocità prossime a quelle della luce, la velocità massima in natura. Ad ogni modo il nostro studio si prerfigge lo scopo di comprendere in dettaglio i processi fisici legati alla formazione dei getti relativistici, e il meccanismo di accelerazione e collimazione di questi ultimi, ha rappresentato, da 50 anni a questa parte, uno dei principali filoni di ricerca dell’astrofisica moderna -ha invece detto Ciriaco Goddi, responsabile scientifico del progetto BlackHoleCam, principale partner europeo di EHT-. Oggi, grazie al progetto EHT, possiamo avere finalmente accesso alla base di questi getti giganteschi, che si propagano per migliaia e alle volte milioni di anni luce, e capire la loro relazione fisica dal buco nero centrale».


(L'astrofisico italiano del team Eht Ciriaco Goddi)

L'ALTRO FENOMENO, LO SCONTRO TRA DUE GALASSIE
Anche in questo caso si tratta di un fenomeno previsto dalle teorie ma che ora, per la prima volta, è stato immortalato grazie a osservazioni con telescopi a Terra e nello spazio da un team internazionale di ricercatori di cui fanno parte gli italiani Marco Ajello, professore associato del Clemson University College negli Stati Uniti, e Stefano Marchesi, anch'egli professore aggiunto nella stessa Università e ricercatore presso l'Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf) a Bologna. L'immagine catturata si a due galassie, una galassia Seyfert 1 nota come TXS 2116-077 e un'altra galassia di massa simile, mentre si scontravano per la seconda volta, questo in ragione della quantità di gas vista nell'immagine.
«Per la prima volta abbiamo trovato due galassie a spirale in via di collisione che hanno prodotto un “baby jet”, ovvero un getto appena formatosi, dal centro di una di esse» commenta Vaidehi Paliya, attualmente in forze al Deutsches Elektronen Synchrotronen (DESY), in Germania e già postdoc presso la Clemson University, primo autore dello studio pubblicato sulla rivista The Astrophysical Journal.


(Stefano Marchesi professore aggiunto del Clemson University College negli Stati Uniti)

Il team ha realizzato l'immagine utilizzando uno dei più grandi telescopi terrestri, il telescopio ottico e infrarosso Subaru da 8,2 metri, situato sulla cima di una montagna alle Hawaii. Hanno effettuato successive osservazioni anche con il Gran Telescopio Canarias e con il William Herschel Telescope sull'isola di La Palma, in Spagna, oltre che con il telescopio spaziale Chandra X-Ray Observatory della NASA.
«Molte sono le immagini di collisioni galattiche finora realizzate, ma, secondo Ajello, lui e i suoi colleghi sono i primi ad aver immortalato due galassie in via di fusione in cui c'è un getto completamente formato che punta verso di noi.

I COMMENTI DEGLI SCIENZIATI
«Con questo lavoro abbiamo assistito per la prima volta alla formazione di un getto relativistico, conseguenza di uno scontro tra due galassie a spirale -spiega ancora Marchesi-. I getti sono composti da particelle che si muovono a velocità prossime a quelle della luce, e sono originati dai buchi neri massicci che si trovano nel centro delle galassie. Di solito questi oggetti sono così luminosi da rendere impossibile l'osservazione della galassia a cui appartengono: in questo caso, invece, il fatto che il jet fosse ancora giovane ci ha permesso di osservare l'interazione tra le due galassie».

COME UN ACCELERATORE DI PARTICELLE
«Questi getti sono i migliori acceleratori dell'universo, molto più performanti dei super acceleratori che abbiamo sulla Terra», ha invece commentato Dieter Hartmann, riferendosi agli acceleratori usati negli studi di fisica delle alte energie.

IL BUCO NERO AL CENTRO DELLA NOSTRA GALASSIA
Il comunicato dell'Istituto nazionale di astrofisica prosegue spiegando che fino ad ora «si pensava che i getti fossero emessi solo da galassie più antiche, di forma ellittica e con un nucleo galattico attivo (AGN), ovvero un buco nero supermassiccio che risiede al loro centro. Gli scienziati ritengono che tutte le galassie abbiano al centro buchi neri supermassicci, ma non tutti sono classificabili come AGN. Per fare un esempio a noi “vicino”, l'enorme buco nero al centro della Via Lattea è dormiente».

LO SCONTRO TRA ANDROMEDA E LA VIA LATTEA
Tra qualche miliardo di anni anche la nostra galassia, la Via Lattea, si fonderà con la vicina galassia di Andromeda. «Gli scienziati  -èil commento finale- hanno effettuato dettagliate simulazioni numeriche e hanno previsto che questo evento potrebbe portare alla formazione di una gigantesca galassia ellittica. A seconda di quelle che saranno le condizioni fisiche potrebbe ospitare un getto relativistico, ma questo in un futuro lontano, anzi lontanissimo».

enzo.vitale@ilmessaggero.it

UltimeDalCieloBlog

 

Ultimo aggiornamento: 8 Aprile, 17:26 © RIPRODUZIONE RISERVATA

LE VOCI DEL MESSAGGERO

Roma deserta, i controlli e la storia di Marta abbandonata in strada dai vigili (come in una favola)

di Pietro Piovani