Una galassia con almeno un buco nero supermassiccio attivo - chiamato OJ 287 - ha causato molte irritazioni e domande in passato. La radiazione emessa da questo oggetto copre un'ampia gamma, dalla radio fino alle più alte energie nel regime TeV. La potenziale periodicità nell'emissione ottica variabile ha reso questa galassia una candidata per ospitare un buco nero binario supermassiccio al suo centro. L'oggetto è stato quindi etichettato come una stele di Rosetta di nuclei galattici attivi esprimendo la speranza che questo oggetto potesse essere un oggetto prototipo e una volta decifrato, potrebbe spiegare le proprietà fondamentali dei buchi neri attivi in ​​generale. Ora un team internazionale di astronomi guidato dai ricercatori di Max Planck ha scoperto che il nucleo galattico attivo di OJ 287 genera un getto in precessione uniforme su una scala temporale di circa 22 anni. La precessione del getto osservata potrebbe anche spiegare la variabilità della radiazione della galassia. Questo rilevamento risolve molti enigmi contemporaneamente e fornisce una chiave per comprendere la variabilità nei nuclei galattici attivi.

I risultati sono pubblicati sulla rivista Avvisi mensili della Royal Astronomical Society (2018 giugno 21).

Ci è voluto molto tempo per decifrare i geroglifici egizi, le iscrizioni delle piramidi. Alla fine riuscì con l'aiuto della cosiddetta Stele di Rosetta trovata nel 1799. Questa stele era incisa con tre versioni dello stesso testo:una in antico egiziano che utilizzava caratteri geroglifici, uno in caratteri demotici, e quello inferiore in greco antico. Rendendosi conto che si tratta dello stesso testo, gli enigmatici geroglifici potevano essere decifrati e tradotti con l'aiuto dell'antica lingua greca. Questa scoperta ha aperto una finestra completamente nuova per comprendere l'antica cultura egiziana. Un gruppo di ricerca ha ora decifrato il getto di una galassia che è stata chiamata la Stele di Rosetta dei blazar. I blazar sono nuclei galattici attivi in ​​cui viene alimentato un buco nero supermassiccio centrale.

La famosa galassia OJ 287 a una distanza di circa 3,5 miliardi di anni luce ospita almeno un buco nero supermassiccio che pesa da milioni a miliardi di masse solari. Il buco nero supermassiccio è attivo e produce un getto, un flusso di plasma che ha origine nella regione nucleare centrale delle galassie nelle vicinanze del buco nero centrale. Questo getto è osservabile a lunghezze d'onda radio. La galassia è anche un obiettivo ben noto agli astronomi ottici. Le fluttuazioni di luminosità di questa galassia nel regime ottico sono leggendarie e sono state osservate dalla fine del XIX secolo, fornendo una delle curve di luce più lunghe in astronomia.

Però, nonostante decenni di osservazioni radio di molte sorgenti a getto e molti studi sofisticati, i getti rimasero enigmatici. Tradizionalmente, l'origine delle variazioni di luminosità del getto osservate alle lunghezze d'onda radio è stata attribuita al meccanismo di alimentazione del getto da parte del sistema centrale di buchi neri. D'altra parte, le caratteristiche in movimento osservate nei getti, chiamate nodi, sono state attribuite a urti che viaggiano nel getto. I ricercatori hanno cercato una connessione tra i due fenomeni, ma finora non è stato possibile farlo in modo coerente.

Il team di ricerca guidato da Silke Britzen del Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR) di Bonn ha utilizzato un'intelligente tecnica di osservazione per monitorare con dettagli preziosi il getto di OJ 287 vicino al suo sito di lancio vicino al buco nero centrale. La tecnica della radiointerferometria coinvolge radiotelescopi in tutto il mondo per costruire un telescopio mostruoso virtuale del diametro della terra che è in grado di zoomare nei centri stessi delle galassie e di osservare getti vicino al buco nero centrale con una risoluzione senza precedenti.

Considerando un ampio set di dati che copre un lungo periodo di tempo, il team ha ora trovato una forte indicazione che entrambi i fenomeni hanno la stessa origine:entrambi i tipi di osservazioni possono essere spiegati solo dal movimento del getto. Il getto stesso è in precessione. Michal Zajacek, anche dall'MPIfR, che ha modellato il modello di precessione:"Le variazioni di luminosità derivano dalla precessione del getto che induce una variazione del potenziamento Doppler quando cambia l'angolo di visione del getto. È stato davvero sorprendente quando abbiamo scoperto che non solo il getto precede , sembra anche seguire un movimento più piccolo simile alla nutazione. Il movimento combinato precessione-nutazione porta alla variabilità radio e può anche spiegare alcuni dei bagliori di luce".

"Ci siamo resi conto che è lo stesso processo fisico che spiega sia il getto che vaga nel cielo sia le variazioni di luminosità della galassia, ovvero il cambiamento di moto del getto. È tutta geometria e determinismo. Nessuna magia coinvolta, finora", aggiunge Silke Britzen. "Ciò offre un'opportunità unica per comprendere i getti e la loro potenziale origine nelle immediate vicinanze del buco nero. Questo getto funge davvero da stele di Rosetta per noi e consentirà di comprendere i getti e i loro buchi neri attivi in ​​modo molto più fondamentale".

Britzen e il suo team sono convinti che lo scenario di precessione possa anche spiegare i 130 anni di flare ottici di questa sorgente ma, come sempre, sono necessari più dati e più lavoro per una conferma definitiva.

Rimane una domanda pressante sull'origine della precessione del getto. La precessione è un processo fisico ben noto dalle trottole o dalla Terra stessa. L'asse di rotazione del nostro pianeta non è stabile ma orbita nello spazio con un periodo di 26, 000 anni a causa dell'influenza delle maree del Sole e della luna. Per la precessione del jet in OJ 287 il team ha indicato due possibili scenari. "Abbiamo un sistema di due buchi neri supermassicci con il getto di espulsione del disco costretto a oscillare dagli effetti di marea del buco nero secondario o un singolo buco nero che interagisce in modo ordinato con un disco di accrescimento disallineato". conclude Christian Fendt del Max Planck Institute for Astronomy (MPIA) di Heidelberg.

In entrambi i casi, il getto della galassia attiva OJ 287 è uno dei getti meglio conosciuti finora e sarà sicuramente utilizzato per decifrare anche altri getti extragalattici. Potrebbe persino aiutare a svelare ulteriormente l'attività enigmatica dei buchi neri supermassicci.