La galassia più luminosa dell’ammasso della Vergine si chiama Messier 87 (M87) e nel 2019 è divenuta famosa perché è stata pubblicata la “foto” del suo buco nero sumermassiccio centrale, la prima mai ottenuta per questo tipo di oggetti.
Questo risultato è stato possibile grazie alla collaborazione internazionale Event Horizon Telescope (EHT), che comprende una serie di osservatori e telescopi che complessivamente agiscono come un unico, grande telescopio globale.
Il buco nero supermassiccio di M87, chiamato M87*, è caratterizzato da un potente getto di gas caldo che si allontana nello spazio a velocità relativistiche. Nell’aprile 2018, una nuova campagna osservativa eseguita con EHT che ha coinvolto oltre 25 telescopi terrestri e in orbita, ha permesso di osservare un brillamento di luce gamma proveniente dal getto di M87*, il primo visto in oltre un decennio.
Questo brillamento ad altissime energie (fino a migliaia di miliardi di elettronvolt) è stato oggetto di studio e analisi da parte di un team guidato da EHT-MWL che include l’Università di Trieste, l’INAF (Istituto Nazionale di AstroFisica), l’INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) e l’ASI (Agenzia Spaziale Italiana).
Un brillamento di luce gamma per M87*
Il brillamento di luce gamma di M87* è durato circa tre giorni, e gli scienziati hanno spiegato che si tratta del primo episodio di questo tipo per questa sorgente dal 2010. Si dichiarano quindi “fortunati” ad averlo osservato proprio durante la campagna osservativa di EHT.
L’analisi dei dati raccolti ha rivelato che l’emissione gamma era sbilanciata verso energie più elevate di quelle tipiche emesse dal buco nero di M87. Inoltre, sembra esserci una variazione significativa nell’angolo di posizione del cosiddetto “orizzonte degli eventi” del buco nero, e anche nella posizione del getto, due cose che forse sono in qualche modo correlate. Giacomo Principe, responsabile del progetto e ricercatore dell’Università di Trieste, associato INAF e INFN, ha spiegato:
Le osservazioni, comprese quelle eseguite con un’infrastruttura più sensibile nel 2021 e 2022, così come quelle pianificate per i prossimi anni, ci offriranno ulteriori approfondimenti. E un’incredibile opportunità per investigare la fisica attorno al buco nero supermassiccio M87*, spiegando la connessione tra il disco di accrescimento e il getto emesso, nonché l’origine e i meccanismi responsabili dell’emissione di fotoni di raggi gamma.
La potenza di EHT
La campagna osservativa da cui sono tratti i dati per questo studio ha coinvolto 25 telescopi spaziali e terrestri. Tra questi, Fermi-LAT, NuStar, Chandra e Swift della NASA, insieme ai più grandi apparati di telescopi IACT (HESS, MAGIC e VERITAS), specializzati nell’astronomia a raggi gamma di altissima energia da terra. Questi strumenti hanno permesso di analizzare con precisione la durata e l’emissione del fenomeno.
Il telescopio Fermi-LAT ad esempio ha rilevato un aumento significativo del flusso di raggi gamma nel corso del brillamento, contribuendo a localizzare la zona di emissione durante i picchi di luminosità. Questo dimostra l’importanza di osservazioni coordinate su più lunghezze d’onda, fondamentali per comprendere la variabilità spettrale della sorgente e coprire diverse scale temporali dello spettro elettromagnetico.
Chandra e NuStar hanno raccolto dati di alta qualità nella banda dei raggi X, mentre osservazioni radio effettuate con il VLBA e le stazioni dell’INAF hanno rivelato un cambiamento nell’angolo di posizione del getto, misurato annualmente a pochi milliarcosecondi dal nucleo della galassia.
Queste osservazioni hanno permesso per la prima volta di combinare immagini dirette delle regioni vicine all’orizzonte degli eventi con eventi di brillamento gamma, offrendo una chiave per testare le teorie sull’accelerazione delle particelle nei getti dei buchi neri supermassicci.
Lo studio, pubblicato su Astronomy & Astrophysics, è reperibile qui.
