Un nuovo studio basato sui dati dell’osservatorio a raggi X Chandra della NASA ha individuato un getto di buco nero insolitamente potente, proveniente da una galassia distante circa 11.6 miliardi di anni luce da qui. Questo colloca l’evento nel cosiddetto “mezzogiorno cosmico” (cosmic noon), un’epoca cosmica risalente a circa 3 miliardi di anni dopo il Big Bang, caratterizzata da un’intensa attività di formazione stellare e di crescita dei buchi neri supermassicci.
Gli astronomi hanno usato Chandra e il Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) per studiare questo buco nero e il suo getto. Hanno così identificato e poi confermato l’esistenza di due diversi buchi neri, con getti lunghi oltre 300 mila anni luce. I due buchi neri sono rispettivamente a 11.6 miliardi e 11.7 miliardi di anni luce di distanza dalla Terra. Le particelle di un getto (J1405+0415) si muovono tra il 95% e il 99% della velocità della luce, e nell’altro (J1610+1811) tra il 92% e il 98%. Il getto di J1610+1811 è straordinariamente potente, trasportando circa la metà dell’energia dell’intensa luce del gas caldo che orbita attorno al buco nero.
Il team è stato in grado di rilevare questi getti nonostante le loro grandi distanze e la minima distanza dai buchi neri supermassicci luminosi e in crescita, noti come “quasar”, a causa della visione a raggi X nitida di Chandra.
L’amplificazione X e il ruolo della radiazione cosmica di fondo
Nel corso dell’evoluzione cosmica, la temperatura della radiazione cosmica di fondo si è progressivamente abbassata, passando da valori elevati nei primi miliardi di anni a quelli attuali di circa 2.7 K. All’epoca del mezzogiorno cosmico, però, la radiazione era ancora così intensa da poter interagire con le particelle relativistiche dei getti, amplificandone l’energia osservabile.
L’amplificazione nei raggi X è particolarmente efficace, tanto da permettere a telescopi come Chandra di vedere emissioni che altrimenti sfuggirebbero nel radio o in altre bande. L’intensità nei raggi X rilevata è sorprendente: circa 160 volte superiore a quella radio. Secondo gli autori, è tra i segnali più chiari mai osservati di questo genere.
Questo meccanismo era già noto, ma l’intensità osservata indica che i getti emessi dai buchi neri nel primo Universo potrebbero essere stati molto più comuni ed energetici di quanto stimato finora. n altre parole, potremmo aver ampiamente sottostimato la presenza di getti attivi in quell’epoca cosmica.
Una nuova strategia per individuare getti inclinati
La maggior parte dei getti finora rilevati con elevata intensità X risultava orientata quasi direttamente verso la Terra, una configurazione che aumenta la visibilità grazie agli effetti di boosting relativistico. Tuttavia, i getti con un’inclinazione significativa sono più difficili da identificare. In questo studio, i ricercatori hanno applicato una nuova tecnica statistica sviluppata per determinare l’inclinazione dei getti a partire dai dati osservativi.
Nel caso specifico, l’angolo di visione stimato è di 9 gradi e di 11 gradi per i due buchi neri (rispettivamente J1405+0415 e J1610+1811), sufficiente a evitare un forte boosting ma comunque a consentire un rilevamento netto. Questa tecnica potrebbe rivoluzionare il modo in cui individuiamo quasar e galassie attive nel mezzogiorno cosmico, e suggerisce che le attuali statistiche sulla frequenza dei getti potrebbero essere significativamente incomplete.
La scoperta rafforza anche l’idea che i getti relativistici abbiano avuto un ruolo importante nel modellare l’evoluzione delle galassie primordiali, regolando l’afflusso di gas, la formazione stellare e la distribuzione della materia su larga scala.
Mesi contati per Chandra?
Il Chandra X-ray Observatory è uno dei principali telescopi spaziali della NASA, progettato per osservare l’Universo nella banda dei raggi X. È stato lanciato nello spazio il 23 luglio 1999 a bordo dello Space Shuttle Columbia, come parte del programma Great Observatories, insieme a Hubble (ottico/UV), Spitzer (infrarosso) e Compton (gamma).
Chandra orbita attorno alla Terra con un’orbita fortemente ellittica, che gli consente lunghi periodi di osservazione ininterrotta, fino a 55 ore consecutive. Il suo specchio, con una risoluzione angolare di circa 0.5 arcosecondi, lo rende il telescopio a raggi X con la visione più nitida mai realizzato. L’osservatorio sarebbe ancora in buona salute e operatività, con propellente e funzionalità tecniche che garantirebbero altri 10 anni di scienza di alta qualità.
Il destino di Chandra è però ora strettamente legato alla proposta di budget della NASA per l’anno fiscale 2026, che prevede tagli drastici alla scienza, con un calo del finanziamento complessivo da 24.8 a 18.8 miliardi di dollari (pari a circa il 24 %). Nel documento riassuntivo dei tagli alle missioni è riportato, nello specifico, “NASA will initiate closeout of the Chandra mission”. Se la proposta sarà approvata, quindi, Chandra avrà purtroppo i mesi contati.
Lo studio è reperibile qui in versione pre-print.
