I buchi neri sono al centro di quasi tutte le galassie che sono state studiate finora. Hanno una massa inimmaginabilmente grande e quindi attraggono materia, gas e persino luce. Ma possono anche emettere materia sotto forma di getti di plasma, una specie di raggio di plasma che viene espulso dal centro della galassia con un'energia tremenda. Un getto di plasma può estendersi nello spazio di diverse centinaia di migliaia di anni luce.

Quando viene emessa questa intensa radiazione, il buco nero rimane nascosto perché i raggi di luce vicino ad esso sono fortemente piegati portando alla comparsa di un'ombra. Questo è stato recentemente riportato dai ricercatori della collaborazione Event Horizon Telescope (EHT) per il massiccio buco nero nella galassia ellittica gigante M87.

Nel quasar 3C279, anch'esso un buco nero, il team EHT ha scoperto un altro fenomeno:a una distanza di oltre mille volte l'ombra del buco nero, il nucleo di un getto di plasma si illuminò improvvisamente. Non era ancora noto come l'energia per questo getto potesse arrivare lì come attraverso un camino invisibile.

Rilevata radiazione gamma estremamente tremolante

Questo quasar è stato ora osservato con il telescopio spaziale della NASA Fermi-LAT dall'astrofisico Amit Shukla, che fino al 2018 ha svolto attività di ricerca presso la Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg in Baviera, Germania. Ora lavora all'Indian Institute of Technology di Indore. Shukla scoprì che il nucleo del jet, che è stato trovato nella gamma di lunghezze d'onda millimetriche, emette anche radiazioni gamma ad alta energia, ma con una luminosità estremamente tremolante. Questa luminosità può raddoppiare in pochi minuti, come riportato sulla rivista Comunicazioni sulla natura .

Lo schema speciale della sequenza dei cambiamenti di luminosità è caratteristico di un processo universale chiamato riconnessione magnetica, che si verifica in molti oggetti astrofisici con forti campi magnetici. L'attività solare ha anche a che fare con la dinamica dei campi magnetici e la riconnessione. Ciò è stato recentemente dimostrato osservando i "fuochi da campo" nell'atmosfera solare con la missione Solar Orbiter dell'Agenzia spaziale europea ESA.

L'energia immagazzinata invisibilmente viene rilasciata improvvisamente

Ma torniamo al quasar 3C279:"Ho visto come l'analisi dei dati ha rivelato lo speciale schema di riconnessione magnetica nella curva di luce. Mi sembrava di aver decifrato improvvisamente un geroglifico nell'alfabeto dei buchi neri, "dice Amit Shukla.

Durante la riconnessione, l'energia che inizialmente viene immagazzinata invisibilmente nel campo magnetico viene improvvisamente rilasciata in numerosi "mini-jet". In questi getti, le particelle sono accelerate, che poi producono la radiazione gamma osservata. La riconnessione magnetica spiegherebbe come l'energia raggiunga il nucleo del getto dal buco nero e da dove alla fine proviene.

Energia dal buco nero rotante

Professor Karl Mannheim, capo della JMU Chair of Astronomy e coautore della pubblicazione, spiega "Lo spazio-tempo vicino al buco nero nel quasar 3C279 è costretto a girare intorno in corotazione. I campi magnetici ancorati al plasma attorno al buco nero espellono il getto rallentando la rotazione del buco nero e convertendo parte della sua energia rotazionale in radiazione."