Nuove osservazioni di ALMA rivelano un disco mai visto prima di fresco, gas interstellare avvolto attorno al buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea. Questo disco nebuloso offre agli astronomi nuove intuizioni sul funzionamento dell'accrescimento:il travaso di materiale sulla superficie di un buco nero. I risultati sono pubblicati sulla rivista Natura .

Attraverso decenni di studio, gli astronomi hanno sviluppato un'immagine più chiara del quartiere caotico e affollato che circonda il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea. Il nostro centro galattico è di circa 26, 000 anni luce dalla Terra e dal buco nero supermassiccio lì, noto come Sagittario A* (Una "stella"), è 4 milioni di volte la massa del nostro Sole.

Ora sappiamo che questa regione è piena di stelle vaganti, nubi di polvere interstellare, e un grande serbatoio di gas sia straordinariamente caldi che relativamente più freddi. Questi gas dovrebbero orbitare attorno al buco nero in un vasto disco di accrescimento che si estende per pochi decimi di anno luce dall'orizzonte degli eventi del buco nero.

Fino ad ora, però, gli astronomi hanno potuto immaginare solo il tenue, parte calda di questo flusso di gas in accrescimento, che forma un flusso approssimativamente sferico e non ha mostrato rotazioni evidenti. Si stima che la sua temperatura sia di 10 milioni di gradi Celsius (18 milioni di gradi Fahrenheit), o circa due terzi della temperatura trovata al centro del nostro Sole. A questa temperatura, il gas risplende ferocemente alla luce dei raggi X, permettendogli di essere studiato da telescopi a raggi X spaziali, fino a una scala di circa un decimo di anno luce dal buco nero.

Oltre a questo caldo, gas incandescente, precedenti osservazioni con telescopi a lunghezza d'onda millimetrica hanno rilevato una vasta riserva di gas idrogeno relativamente più freddo (circa 10 mila gradi Celsius, o 18, 000 gradi Fahrenheit) entro pochi anni luce dal buco nero. Il contributo di questo gas più freddo al flusso di accrescimento sul buco nero era precedentemente sconosciuto.

Sebbene il nostro buco nero centrale galattico sia relativamente tranquillo, la radiazione intorno è abbastanza forte da far sì che gli atomi di idrogeno perdano continuamente e si ricombinino con i loro elettroni. Questa ricombinazione produce un segnale distintivo di lunghezza d'onda millimetrica, che è in grado di raggiungere la Terra con pochissime perdite lungo il percorso.

Con la sua notevole sensibilità e la potente capacità di vedere i dettagli fini, l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) è stato in grado di rilevare questo debole segnale radio e produrre la prima immagine in assoluto del disco di gas più freddo a solo circa un centesimo di anno luce di distanza (o circa 1000 volte la distanza dal Terra al Sole) dal buco nero supermassiccio. Queste osservazioni hanno permesso agli astronomi sia di mappare la posizione che di tracciare il movimento di questo gas. I ricercatori stimano che la quantità di idrogeno in questo disco freddo sia circa un decimo della massa di Giove, ovvero un decimillesimo della massa del Sole.

Mappando gli spostamenti nelle lunghezze d'onda di questa luce radio a causa dell'effetto Doppler (la luce degli oggetti che si spostano verso la Terra è leggermente spostata nella porzione "più blu" dello spettro mentre la luce degli oggetti che si allontanano è leggermente spostata nella porzione "più rossa" ), gli astronomi hanno potuto vedere chiaramente che il gas sta ruotando attorno al buco nero. This information will provide new insights into the ways that black holes devour matter and the complex interplay between a black hole and its galactic neighborhood.

"We were the first to image this elusive disk and study its rotation, " said Elena Murchikova, a member in astrophysics at the Institute for Advanced Study in Princeton, New Jersey, and lead author on the paper. "We are also probing accretion onto the black hole. This is important because this is our closest supermassive black hole. Even so, we still have no good understanding of how its accretion works. We hope these new ALMA observations will help the black hole give up some of its secrets."