Memoria dello Spazio

Il caso in breve: c’è una galassia a 54 milioni di anni luce da noi che sta sparando un raggio sottile, lungo 5000 anni luce, di radiazione e plasma, che è sfarzoso come una spada di Guerre Stellari e distruttivo come la Morte Nera del film. Questo getto extragalattico è alimentato ed espulso dalle vicinanze di un mostruoso buco nero, che possiede una massa pari a tre miliardi di volte quella del nostro Sole. Un brillante nodo di materia chiamato HST-1, situato all'interno del getto vicino al centro della galassia, ha raggiunto la stessa brillantezza del nucleo brulicante di stelle della galassia, per poi affievolirsi e quindi brillare nuovamente. Gli astronomi non sanno il perché di questa fluttuazione.

Una fiammata in un getto di materia esploso da un mostruoso buco nero sta fornendo agli astronomi un incredibile spettacolo di luci. La fiammata proviene da una massa indefinita di materia, chiamata HST-1, incorporata nel getto: un potente e sottile raggio di gas bollente, prodotto da uno smisurato buco nero, uno dei più massicci finora scoperti, residente nel nucleo della gigantesca galassia ellittica M87. HST-1 è così brillante che sta sopravanzando persino il nucleo luminoso di M87.

Il Telescopio Spaziale Hubble ha seguito la sorprendente attività di HST-1 per sette anni, fornendo le più dettagliate osservazioni dell’evento nella luce ultravioletta. Altri telescopi hanno monitorato HST-1 in altre lunghezze d’onda, incluse le frequenze radio e i raggi-X. L’Osservatorio a raggi-X Chandra è stato il primo a riferire del brillamento nel 2000, mentre gli astronomi di Hubble avevano per primi scoperto e battezzato HST-1 nel 1999. Il nodo di gas si trova a 214 anni luce dal nucleo della galassia.

La fiammata può fornire una nuova comprensione sulla variabilità dei getti provenienti da buchi neri in galassie distanti, che sono difficili da studiare proprio a causa della loro lontananza. M87 è situata a 54 milioni di anni luce da noi, nell’ammasso della Vergine, una regione del vicino universo con la più alta densità di galassie.

«Non mi aspettavo che il getto in M87, né che nessun altro getto alimentato dal disco di accrescimento di un buco nero, aumentasse di luminosità come ha fatto questo getto», dice l’astronomo Juan Madrid della McMaster University di Hamilton, in Ontario, che ha condotto lo studio con Hubble. «È diventato 90 volte più brillante del normale. Ma la domanda è: questo succede ad ogni singolo getto o nucleo attivo, o invece stiamo assistendo a qualche strano comportamento che è proprio di M87?»

A dispetto delle molte osservazioni fornite da Hubble e da altri telescopi, gli astronomi non sono sicuri di cosa abbia causando l’aumento di luminosità. Una delle spiegazioni più semplici è che il getto abbia colpito un ammasso di polvere o una nube di gas e che si sia illuminato in seguito alla collisione. Un’altra possibilità è che le linee del campo magnetico del getto si siano avvitate e strozzate l’una contro l’altra, rilasciando alla fine una gran quantità di energia. Questo fenomeno è simile al modo in cui si sviluppano i brillamenti sul Sole e al meccanismo con cui si creano le aurore polari sulla Terra.

Il disco intorno a un buco nero in rapida rotazione possiede linee di campo magnetico che intrappolano il gas ionizzato che cade verso il buco nero. Queste particelle, insieme con la radiazione, fluiscono via velocemente dal buco nero lungo le linee del campo magnetico. L’energia rotazionale del disco di accrescimento aggiunge momento al getto espulso.

Madrid ha assemblato sette anni di immagini d’archivio di Hubble relative al getto, per catturare cambiamenti nel comportamento di HST-1 nel corso del tempo. È il punto di vista di Hubble sull’evento, anche se alcune delle immagini provengono da programmi di osservazione che studiavano la galassia, ma non il getto. «La vista acuta di Hubble gli consente di risolvere HST-1 come oggetto separato dal buco nero», spiega Madrid.

Dati forniti dallo strumento STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) hanno mostrato un notevole aumento della luminosità tra il 1999 e il 2001. Nelle immagini dal 2002 al 2005, HST-1 ha continuato ininterrottamente a crescere in luminosità. Nel 2003 il bagliore presente nel getto era più brillante del nucleo luminoso di M87. Nel Maggio 2005 HST-1 era divenuto 90 volte più brillante di quanto era nel 1999. Dopo Maggio 2005, il getto luminoso ha cominciato ad affievolirsi, ma si è intensificato nuovamente nel Novembre 2006. Questo secondo brillamento era però più debole del primo.

I risultati dello studio sono stati pubblicati sul numero di Aprile 2009 di The Astronomical Journal.

Risorse per approfondire