Scintillato da un'immagine caricata su Twitter, una nuova ricerca indica che la luce prodotta dall'accrescimento del buco nero può essere abbastanza brillante da riflettere la polvere, illuminando la galassia ospite, e creando raggi chiari e scuri simili all'effetto dei raggi crepuscolari sulla Terra. La ricerca è pubblicata su Le lettere del giornale astrofisico.

Quando un buco nero supermassiccio si accresce, o "feed, " sulla questione che lo circonda, il conseguente rilascio di energia emana una luce intensa. Fino ad ora, gli scienziati credevano che questa luce illuminasse solo le parti di una galassia che cadono all'interno di stretti coni di ionizzazione. Ma le prove fotografiche di IC 5063, una galassia di Seyfert ad alto volume con un nucleo galattico attivo (AGN), indicano che la luce, o i raggi, che gli scienziati paragonano ai raggi crepuscolari proiettati dalle nuvole che oscurano il sole vicino al tramonto, possono essere abbastanza luminosi da riflettere la polvere vicina, illuminando gran parte della galassia, causando ombre dall'anello del buco nero, o raggi scuri, nel mezzo.

"Pensiamo di aver trovato prove che probabilmente c'è polvere in tutta la galassia che disperde la luce dal buco nero in crescita nel nucleo attivo della galassia, e che la luce può illuminare quasi tutta la galassia, " ha detto Peter Maksym, un astronomo al Centro di Astrofisica | Harvard &Smithsonian e autore principale dello studio. "Sappiamo che questa galassia ha recentemente avuto una fusione con un'altra galassia e che potrebbe sollevare polvere ovunque. È anche possibile che i getti del buco nero stiano sollevando polvere vicino al nucleo".

Usando le immagini del telescopio spaziale Hubble, il team si è concentrato su IC 5063 e sul suo toro, un anello invisibile di gas polveroso che circonda il buco nero, che potrebbe essere la fonte della luce e dei suoi raggi.

"La scoperta mostra che il toro, o anello, potrebbe essere molto sottile:la luce sembra uscire quasi ovunque. Se il toro è abbastanza grande diventa instabile, la gravità e la rotazione che lo tengono insieme puntano in una direzione vicino al buco nero e in una direzione diversa poiché le influenze della galassia iniziano a diventare importanti. Questo sembra un ordito o una curva, " disse Maksym. "È possibile che la deformazione crei spazi abbastanza grandi da far passare parte della luce, e mentre il toro ruota, fasci di luce potrebbero attraversare la galassia come un faro attraversa la nebbia. Scientificamente, ci sta mostrando qualcosa di difficile, e di solito impossibile, vedere direttamente. Questo potrebbe avere implicazioni per chiunque cerchi di capire il comportamento dei buchi neri supermassicci e dei loro ambienti".

A differenza della maggior parte delle ricerche scientifiche, il team osservando gli strani raggi di IC 5063 si è assemblato in un modo particolare:tramite crowdsourcing sui social media. A dicembre 2019, Judy Schmidt, esperta di elaborazione di immagini spaziali e scienziata cittadina, ha notato strani coni durante l'elaborazione di un'immagine di IC 5063, dapprima chiedendosi se fossero reali, e se lo fossero, se fossero ombre delle dimensioni di una galassia, flussi di stelle, o qualcos'altro.

"Ho notato i raggi scuri quasi subito dopo aver aperto il file in Photoshop e ho iniziato a lavorare per migliorarli per assicurarmi che quello che pensavo di vedere fosse lì. Non riuscivo a vederli nelle miniature dell'archivio o nell'anteprima del tratto allungato immagine in FITS Liberator, " ha detto Schmidt, aggiungendo che quando vide per la prima volta quelle che sembravano ombre, lei ha pensato, "Non è possibile vero?" Nei suoi primi tweet sui fenomeni, Schmidt ha chiesto ai suoi seguaci, "Sono veri questi coni che mi sforzo di vedere?" e "Cosa sono? Questa è una galassia attiva con un buco nero supermassiccio nel mezzo. Proietta ombre delle dimensioni di una galassia? O sono solo flussi di stelle?"

Non ci è voluto molto perché Maksym e altri scienziati notassero il tweet e iniziassero a fare congetture, che alla fine ha portato alla formazione del gruppo di ricerca e alla scoperta.

"Judy ha un occhio attento per ciò che sembra strano, quale, come in questo caso, può avere importanti implicazioni scientifiche. In dicembre, ha notato alcuni "raggi oscuri" che si estendono dal nucleo della galassia IC 5063 e ha twittato ai suoi follower chiedendo se potessero essere qualcosa di interessante, " ha detto Maksym, il cui interesse è stato immediatamente suscitato poiché stava già lavorando sulla stessa galassia da un diverso punto di vista scientifico. "Molti di noi sono intervenuti e hanno iniziato a ipotizzare cosa potesse causare i raggi, e all'inizio non ne avevamo davvero idea. Quando leggi il thread di Twitter, puoi vedere come si sono sviluppate le idee in tempo reale, e trasformato in questa ricerca davvero insolita."

La scoperta è ancora nuova, e gli scienziati non hanno tutte le risposte sulla polvere e sulla sua esistenza, o cosa sta realmente causando i raggi oscuri; ha invece, ha aperto una linea di studio completamente nuova e domande su cui riflettere gli scienziati. "Non sappiamo al 100% cosa sta succedendo; l'intera scoperta è stata inaspettata, " disse Maksym. "Poi, altri scienziati metteranno alla prova le nostre conclusioni con nuove osservazioni e modelli, e inizieremo ad esplorare altri modi per guardare IC 5063, in altre bande d'onda, e con altri strumenti. Questo è un progetto che sta solo chiedendo nuovi dati perché solleva più domande che risposte".