Nella primavera 2022, durante diverse conferenze stampa in tutto il mondo, è stata rilasciata dalla collaborazione Event Horizon Telescope (EHT) la prima immagine della storia di Sagittarius A* (Sgr A*), il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea. Distante 27mila anni luce dalla Terra, è oltre mille volte più piccolo e meno massivo di quello che si trova nel cuore della galassia M87, M87*, il primo buco nero supermassiccio mai fotografato.

Oggi à stata rilasciata una nuova immagine, ottenuta sempre dalla collaborazione EHT: mostra Sagittarius A* per la prima volta in luce polarizzata. Quest’immagine ha rivelato una struttura di campi magnetici intensi e organizzati a spirale attorno al bordo del buco nero, molto simile a quella di M87*.

Questi risultati suggeriscono che i campi magnetici intensi e con una tale organizzazione strutturale siano comuni a tutti (o a molti) buchi neri supermassicci.

Perché guardare i buchi neri in luce polarizzata?

La luce è un’onda elettromagnetica oscillante. Quando oscilla prediligendo un certo orientamento, la definiamo polarizzata. Viviamo circondati da luce polarizzata (i riflessi del Sole sull’acqua, sul vetro o su superfici lucide sono polarizzati, per esempio) ma non la riusciamo a distinguere da quella che non lo è.

Nella regione che circonda un buco nero supermassiccio, dove le particelle nel plasma (gas ionizzato ad altissime temperature) si muovono intorno alle linee di campo magnetico, viene prodotta una polarizzazione della luce perpendicolare a questo campo. Questa caratteristica permette ai ricercatori di studiare nel dettaglio cosa sta accadendo in questa zona, e di tracciare le linee di campo magnetico.

Angelo Ricarte, Harvard Black Hole Initiative Fellow e co-responsabile del progetto EHT, ha affermato: “La luce polarizzata ci insegna tantissimo sull’astrofisica, sulle proprietà del gas e sui meccanismi che avvengono quando un buco nero si nutre”.

Tuttavia, fotografare i buchi neri in luce polarizzata non è facile come indossare un paio di occhiali da sole. E questo è particolarmente vero per Sgr A*, che cambia così velocemente che non è facile scattargli una fotografia. Catturare un’immagine di questo buco nero supermassiccio richiede strumenti sofisticati che vanno ben oltre quelli precedentemente utilizzati per fotografare M87*, un soggetto molto più stabile.

La somiglianza con i campi magnetici di M87*

Ci sono però riusciti, nonostante la difficoltà, e ora ci mostrano una nuova vista di questo oggetto massiccio: il suo aspetto in luce polarizzata. Questa è la prima volta in cui gli astronomi sono riusciti a misurare la polarizzazione, un indicatore della presenza di campi magnetici, così vicino al bordo di Sagittarius A*.

E la stessa cosa era già stata fatta finora solo con il buco nero al centro della galassia M87. Quindi ora con un campione di due soli buchi neri, anche se di massa molto diversa e ospitati da galassie molto diverse, è importante determinare le caratteristiche comuni e non comuni.

In entrambi i casi, sembrano essere presenti intensi campi magnetici, con strutture molto simili. Ciò è significativo, perché suggerisce che i processi fisici che governano l’alimentazione di un buco nero, così come il lancio dei getti di particelle relativistici, potrebbero essere caratteristiche universali e forse fondamentali di tutti i buchi neri supermassicci.

“Una delle somiglianze tra questi due buchi neri potrebbe essere un getto” ha spiegato Mariafelicia De Laurentis, professoressa all’Università di Napoli Federico II e vice responsabile scientifica del progetto EHT. “Ma mentre ne vediamo uno molto evidente in M87*, non ne abbiamo ancora trovato uno in Sgr A*”.

Ad aprile 2024 nuove osservazioni di Sgr A*

Nel 2017, per osservare e fotografare Sagittarius A*, gli scienziati hanno sfruttato una rete di otto telescopi sparsi in tutto il mondo, a creare un telescopio virtuale delle dimensioni della Terra (l’EHT, appunto). Hanno ottenuto migliaia di immagini, poi mediate e combinate per ottenere la prima vera foto di Sagittarius A*. La prima prova visiva diretta della presenza del buco nero.

Il 14 maggio 2022 abbiamo parlato di quella foto con Marco Dall’Amico e Sara Rastello, astrofisici dell’Università degli Studi di Padova, durante una live sul nostro canale YouTube. Può essere rivista qui:

La collaborazione EHT prevede di osservare nuovamente Sgr A* nell’aprile 2024. Ogni anno, le immagini migliorano a mano a mano che l’EHT incorpora nuovi telescopi ed effettua mappature con maggiore larghezza di banda e nuove frequenze di osservazione.

Le espansioni pianificate per il prossimo decennio consentiranno di ottenere anche dei filmati di Sgr A*. Essi potrebbero rivelare un getto ancora nascosto e consentire agli astronomi di osservare caratteristiche di polarizzazione simili in altri buchi neri.