I campi magnetici sono un'importante forza guida per l'accrescimento del gas in un buco nero supermassiccio (SMBH) come quello che ospita la nostra galassia della Via Lattea? Il ruolo dei campi magnetici nell'accrescimento del gas è poco compreso, e cercare di osservarlo è stato impegnativo per gli astronomi. Ricercatori dell'Istituto di Astronomia e Astrofisica Academia Sinica (ASIAA), Taiwan, guidato dal dottor Pei-Ying Hsieh, hanno ottenuto una buona misurazione utilizzando gli strumenti del James Clerk Maxwell Telescope (JCMT). Il loro risultato fornisce una chiara evidenza che l'orientamento del campo magnetico è allineato con il toro molecolare e le stelle filanti ionizzate che ruotano rispetto a Sagittarius A*, il buco nero al centro della Via Lattea. I risultati sono pubblicati in Giornale Astrofisico nell'agosto 2018.

Sgr A*—Il miglior laboratorio per studiare l'alimentazione dei buchi neri nel cielo

Sagittario A* (Sgr A*), essendo la SMBH più vicina alla Terra, è stato preso di mira da molti scienziati per comprendere la natura dell'accrescimento di gas negli ultimi decenni. Osservare l'accrescimento di gas sulle SMBH è fondamentale per capire come rilasciano un'energia così straordinaria.

Il disco circumnucleare (CND) è un toro molecolare rotante rispetto a Sgr A*, all'interno delle quali sono presenti streamer di gas ionizzato detti minispirali (chiamati anche Sgr A West) che riempiono la cavità molecolare. Si ipotizza che la mini-spirale provenga dal bordo interno del CND. Il CND, essendo il "serbatoio alimentare" più vicino di Sgr A*, è quindi fondamentale per comprendere l'alimentazione di Sgr A*. Però, cercare le prove fisiche per collegare il CND e la mini-spirale ha lasciato perplessi gli astronomi da quando sono stati scoperti 35 anni fa.

Negli ultimi decenni sono state condotte misure intensive di movimenti dinamici orbitanti intorno a Sgr A*, ma il suo campo magnetico non è stato ampiamente studiato. Questo è solo perché il debole segnale polarizzato generato dal campo magnetico dall'emissione di polvere è difficile da misurare. Però, il campo magnetico dovrebbe essere importante per il materiale in orbita all'interno e intorno al CND poiché lo stress magnetico che agisce sul disco rotante può esercitare una coppia per estrarre il momento angolare dal gas rotante, e quindi guidare gli afflussi di gas. Inoltre, la forza di tensione magnetica può anche tirare indietro il gas dal buco nero. Approfittando delle ottime condizioni atmosferiche di Mauna Kea alle 4, 000 metri, e la grande apertura del JCMT (15 m di diametro), gli esperimenti di polarizzazione submillimetrica sono stati ottenuti con successo al centro galattico per comprendere il ruolo del campo magnetico.

Tracciamento dell'afflusso di accrescimento magnetizzato

Gli astronomi hanno utilizzato i dati di polarizzazione della polvere ottenuti dallo strumento JCMT-SCUPOL per visualizzare l'orientamento del campo magnetico. Un confronto dettagliato con mappe interferometriche ad alta risoluzione del Submillimeter Array (SMA) rivela che il campo magnetico si allinea con il CND. Inoltre, anche le linee del campo magnetico osservate più interne sembrano tracciare e allinearsi con la mini-spirale in modo coerente. Questo è il primo tentativo di rivelare l'impronta dell'afflusso che collega il CND e la mini-spirale da quando sono stati scoperti 35 anni fa. Il confronto del modello e dei dati rafforza l'idea chiave che il CND e la mini-spirale possono essere trattati come un sistema di afflusso coerente.

Hanno scoperto che il campo magnetico è dinamicamente significativo verso il CND e la mini-spirale. Questa scoperta indica che il campo magnetico è in grado di guidare il movimento delle particelle ionizzate originate nel CND, e produrre il modello a spirale osservato della mini-spirale. I risultati hanno dimostrato che il campo magnetico è fondamentale per spiegare la struttura dell'afflusso e aiuterà anche i ricercatori a comprendere l'immagine dell'afflusso in altre galassie che ospitano buchi neri simili a Sgr A*.