Una nuova visualizzazione offre un viaggio virtuale eccezionale, completo di una vista a 360 gradi, al centro della nostra galassia domestica, la via Lattea. Questo progetto, realizzato utilizzando i dati dell'Osservatorio a raggi X Chandra della NASA e altri telescopi, consente agli spettatori di controllare la propria esplorazione dell'affascinante ambiente di stelle massicce volatili e potente gravità attorno al mostro buco nero che si trova al centro della Via Lattea.

La Terra si trova a circa 26, 000 anni luce, o circa 150, 000 trilioni di miglia, dal centro della Galassia. Mentre gli umani non possono viaggiare fisicamente lì, gli scienziati sono stati in grado di studiare questa regione utilizzando i dati di potenti telescopi in grado di rilevare la luce in una varietà di forme, compresi raggi X e luce infrarossa.

Questa visualizzazione si basa sui dati a infrarossi con il Very Large Telescope dell'Osservatorio europeo meridionale di 30 giganti stellari massicci chiamati stelle Wolf-Rayet che orbitano entro circa 1,5 anni luce dal centro della nostra Galassia. Potenti venti di gas che fluiscono dalla superficie di queste stelle stanno trasportando alcuni dei loro strati esterni nello spazio interstellare.

Quando il gas in uscita si scontra con il gas precedentemente espulso da altre stelle, le collisioni producono onde d'urto, simile ai boom sonici, che permeano la zona. Queste onde d'urto riscaldano il gas a milioni di gradi, che lo fa brillare ai raggi X. Ampie osservazioni con Chandra delle regioni centrali della Via Lattea hanno fornito dati critici sulla temperatura e sulla distribuzione di questo gas multimilionario.

Gli astronomi sono interessati a capire meglio quale ruolo giocano queste stelle Wolf-Rayet nel vicinato cosmico al centro della Via Lattea. In particolare, vorrebbero sapere come le stelle interagiscono con il residente più dominante del centro galattico:il buco nero supermassiccio noto come Sagittarius A* (abbreviato Sgr A*). preminente ma invisibile, Sgr A* ha la massa equivalente a circa quattro milioni di Soli.

La visualizzazione del Centro Galattico è un film a 360 gradi che immerge lo spettatore in una simulazione del centro della nostra Galassia. Lo spettatore si trova nella posizione di Sgr A* ed è in grado di vedere circa 25 stelle Wolf-Rayet (bianche, oggetti scintillanti) in orbita attorno a Sgr A* mentre espellono continuamente venti stellari (scala di colori dal nero al rosso al giallo). Questi venti si scontrano tra loro, e poi parte di questo materiale (macchie gialle) gira a spirale verso Sgr A*. Il filmato mostra due simulazioni, ognuno dei quali inizia circa 350 anni nel passato e si estende su 500 anni. La prima simulazione mostra Sgr A* in uno stato di calma, mentre la seconda contiene una Sgr A* più violenta che sta espellendo il proprio materiale, disattivando così l'accrescimento di materiale agglomerato (macchie gialle) che è così prominente nella prima porzione.

Gli scienziati hanno utilizzato la visualizzazione per esaminare gli effetti che Sgr A* ha sui suoi vicini stellari. Poiché la forte gravità di Sgr A* trascina verso l'interno grumi di materiale, le forze di marea allungano i gruppi mentre si avvicinano al buco nero. Sgr A* colpisce anche l'ambiente circostante attraverso esplosioni occasionali dalle sue vicinanze che provocano l'espulsione di materiale lontano dal gigantesco buco nero, come mostrato nella parte successiva del film. Queste esplosioni possono avere l'effetto di eliminare parte del gas prodotto dai venti di Wolf-Rayet.

I ricercatori, guidato da Christopher Russell della Pontificia Università Cattolica del Cile, ha utilizzato la visualizzazione per comprendere la presenza di raggi X precedentemente rilevati a forma di disco che si estendono per circa 0,6 anni luce verso l'esterno da Sgr A*. Il loro lavoro mostra che la quantità di raggi X generati da questi venti in collisione dipende dalla forza delle esplosioni alimentate da Sgr A*, e anche il tempo trascorso da quando si è verificata un'eruzione. Le esplosioni più forti e più recenti provocano un'emissione di raggi X più debole.

Le informazioni fornite dalla modellazione teorica e un confronto con la forza dell'emissione di raggi X osservata con Chandra hanno portato Russell e i suoi colleghi a determinare che Sgr A* molto probabilmente ha avuto un'esplosione relativamente potente iniziata negli ultimi secoli. Inoltre, i loro risultati suggeriscono che l'esplosione del buco nero supermassiccio sta ancora interessando la regione intorno a Sgr A* anche se è terminata circa cento anni fa.

Il video a 360 gradi del Centro Galattico è idealmente visualizzato con occhiali per realtà virtuale (VR), come Samsung Gear VR o Google Cardboard. Il video può essere visualizzato anche su smartphone tramite l'app YouTube. Spostando il telefono tra le pentole per mostrare una parte diversa del film, imitando l'effetto degli occhiali VR. Finalmente, la maggior parte dei browser su un computer consente anche la visualizzazione di video a 360 gradi su YouTube. Guardare intorno, fare clic e trascinare il video, oppure fai clic sul tastierino direzionale nell'angolo.

Christopher Russell ha presentato questa nuova visualizzazione e le relative scoperte scientifiche al 231° meeting dell'American Astronomical Society a Washington, DC. Alcuni dei risultati si basano su un documento di Russell et al pubblicato nel 2017 in Avvisi mensili della Royal Astronomical Society . Una versione online è qui. I coautori di questo articolo sono Daniel Wang dell'Università del Massachusetts ad Amherst, Mass. e Jorge Cuadra della Pontificia Università Cattolica del Cile. Il Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, Alabama, gestisce il programma Chandra per la direzione della missione scientifica della NASA a Washington. L'Osservatorio Astrofisico Smithsonian di Cambridge, Massachusetts, controlla la scienza e le operazioni di volo di Chandra.