La fontana di gas cosmici creata da un buco nero supermassiccio

Per la prima volta osservato un buco nero che attira gas molecolare freddo e lo spara nei getti relativistici, in un meccanismo che ricorda quello della pompa idraulica di una fontana.

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Immagine dell'ammasso galattico dove risiede il buco nero. In giallo il gas freddo in caduta verso il buco nero, in rosso il gas caldo in allontanamento. | ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Tremblay et al.; NRAO/AUI/NSF, B. Saxton; NASA/Chandra; ESO/VLT

Gli astronomi hanno "visto" per la prima volta un buco nero supermassiccio che ricicla i gas della sua galassia: dopo essere stato sparato nello spazio, il gas ricade verso il buco nero e il ciclo ricomincia. Questa fontana cosmica si trova nell'ammasso galattico Abell 2597, al centro della più brillante galassia del gruppo.

 

Un gigantesco buco nero con un ancora più grande disco di accrescimento.
Ricostruzione artistica di un gigantesco buco nero con un disco di accrescimento composto dalla materia che gli sta vorticando attorno. Ai due poli i getti di gas. | NASA

Dentro o fuori. I buchi neri attirano e inghiottono tutto ciò che li circonda, comprese le nubi molecolari di gas. Vicino al buco nero, il gas comincia a ruotargli attorno: una parte cade al suo interno, un'altra parte riesce a fuggire - lanciata ad altissime velocità dai due "poli" del buco nero.

 

Questo meccanismo era già stato osservato, ma ora, per la prima volta, c'è la prova che il gas sparato nello spazio può col tempo fermarsi e ricadere verso la galassia, dove viene nuovamente risucchiato dal buco nero. «Si comporta come una pompa meccanica per l'acqua di una fontana», osserva Grant Tremblay, ricercatore di Harvard a capo dello studio.

 

Lavoro di coppia. Comprendere il movimento delle molecole in un ammasso galattico lontano un miliardo di anni luce non è una facile impresa. È stato possibile grazie alla combinazione dei dati del Very Large Telescope e dei 66 radiotelescopi di ALMA. Entrambe queste strutture si trovano in Cile, ma i dati che hanno raccolto sono diversi e complementari.

 

La galassia Centaurus A e suoi getti, emanati dal buco nero centrale. | ESO/WFI (Optical); MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss et al. (Submillimetre); NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al. (X-ray

ALMA ha rilevato il gas freddo che cade nel buco nero, mentre il VLT il gas caldo che viene sparato via. «L’aspetto interessante qui è l’analisi molto dettagliata della sorgente, realizzata utilizzando in coppia i dati di Alma e di Muse», ha aggiunto Tremblay. «Le due strutture creano una combinazione incredibilmente potente.»

 

Raro o intrinseco? Questa scoperta può gettare luce sui cicli vitali delle galassie. I ricercatori coinvolti nello studio pensano che questo fenomeno non sia raro, ma un meccanismo fondamentale per la formazione galattica. A dar loro torto o ragione saranno le future osservazioni, che forse sfrutteranno la stessa coppia di strumenti.

 

14 novembre 2018 | Davide Lizzani