Gli accademici dell'Università di Città del Capo (UCT) fanno parte di un gruppo di ricerca guidato dal Dipartimento di Fisica dell'Università di Oxford che ha osservato un buco nero che espelle materiale vicino alla velocità della luce ad alcune delle maggiori distanze angolari (separazioni ) mai visto. Queste osservazioni hanno permesso una comprensione più profonda di come i buchi neri si alimentano nel loro ambiente.

Il gruppo di ricerca si concentra sullo studio dei sistemi astrofisici transitori, cose che cambiano la luminosità in tempi brevi. Il sistema studiato in questo caso contiene un buco nero confermato dinamicamente all'interno della nostra galassia e un'altra stella (non troppo dissimile dal nostro sole) che orbitano l'una intorno all'altra.

Il buco nero, a causa della sua forte attrazione gravitazionale, assorbe materiale dalla sua stella compagna e lo accresce (accumula). "La cosa più importante per questo lavoro è il fatto che il materiale non è tutto perso nel buco nero. I flussi in uscita vengono lanciati lontano dal buco nero a velocità estreme, quasi la velocità della luce, e possono essere osservati con i radiotelescopi, " ha detto Joe Bright, uno studente DPhil presso il Dipartimento di Fisica dell'Università di Oxford.

Il gruppo di Oxford, insieme a collaboratori internazionali, condotto una vasta campagna di osservazione su questo particolare sistema, noto come MAXI J1820 + 070 dopo che è andato in esplosione nell'estate del 2018.

"Questo di per sé è stato notevole in quanto questo tipo di sistema astrofisico transitorio accresce per lo più una quantità molto piccola di materiale e quindi non può essere visto; tuttavia occasionalmente vanno in esplosione e solo allora sono osservabili, "disse Brilla.

"La nostra campagna includeva telescopi nel Regno Unito, America e il telescopio MeerKAT appena operativo in Sud Africa. Con queste strutture siamo stati in grado di tracciare la connessione tra accrescimento e deflussi. Più emozionante abbiamo potuto osservare il sistema che lancia espulsioni di materiale, e per tracciare queste espulsioni su un'ampia gamma di separazioni dal buco nero".

Il gruppo ha monitorato continuamente queste espulsioni con successo a distanze estreme dal buco nero con una serie di radiotelescopi, e la separazione angolare finale è tra le più grandi osservate da tali sistemi. Le espulsioni si muovono così velocemente che sembrano muoversi più velocemente della velocità della luce, ma non lo sono. Questo è un fenomeno noto come moto superluminale apparente.

Co-responsabile del progetto e autore del paper pubblicato su Astronomia della natura , Rob Fender (Oxford, e visiting SKA professor presso il Dipartimento di Astronomia dell'UCT), disse, "Studiamo questo tipo di jet da oltre 20 anni e non li abbiamo mai seguiti così bene su una distanza così grande. Vederli così presto nel funzionamento di una nuova struttura come MeerKAT è fantastico, e, come spesso accade, ci insegna a non prevedere con sicurezza ciò che vedremo in futuro".

Professor Patrick Woudt, capo del Dipartimento di Astronomia dell'UCT e co-responsabile del progetto ThunderKAT su MeerKAT, disse, "Queste osservazioni dimostrano l'incredibile potenza della schiera di radiotelescopi MeerKAT in Sud Africa. Un aspetto importante di questa ricerca è gestire in modo efficiente l'enorme flusso di dati da MeerKAT (e in futuro dallo Square Kilometer Array) in modo che i nostri studenti possano analizzare rapidamente i risultati.

"Ciò è particolarmente importante nell'astronomia nel dominio del tempo, dove la luminosità di un oggetto nel cielo può cambiare molto rapidamente e le campagne di osservazione sono adattate dinamicamente per coprire questi eventi rari. L'infrastruttura di ricerca basata su cloud IDIA ha svolto un ruolo essenziale nel rapido analisi dei dati MeerKAT al riguardo."