Nel 1963, l'astronomo Maarten Schmidt identificò il primo oggetto quasi stellare o "quasar, " un oggetto estremamente luminoso ma distante. Trovò il singolo quasar, il nucleo attivo di una lontana galassia nota agli astronomi come 3C 273, essere 100 volte più luminoso di tutte le stelle della nostra Via Lattea messe insieme.

Ora, il team internazionale di astronomi GRAVITY, tra cui il Prof. Hagai Netzer della Scuola di Fisica e Astronomia dell'Università di Tel Aviv, hanno concluso che le nubi di gas che si muovono rapidamente attorno a un buco nero centrale formano il cuore di questo quasar. I risultati della nuova ricerca sono stati pubblicati in Natura il 29 novembre.

La prima misurazione della massa del buco nero all'interno di 3C 273, utilizzando un metodo più vecchio, è stato condotto presso l'Osservatorio TAU di Firenze e George Wise nel 2000, come parte del dottorato ricerca condotta dal Dr. Shai Kaspi di TAU, poi uno studente nel gruppo del Prof. Netzer. Questo risultato è stato ora corroborato dalle osservazioni di GRAVITY.

La ricerca è la prima osservazione dettagliata al di fuori della nostra galassia di nubi di gas che ruotano attorno a un buco nero centrale. Secondo i ricercatori, Le misurazioni di GRAVITY diventeranno il punto di riferimento per misurare le masse dei buchi neri in migliaia di altri quasar.

Dare un'occhiata più da vicino a un buco nero

Lo strumento GRAVITY, situato a Paranal, Chile, ha capacità senza precedenti. Combina l'area collettiva di quattro telescopi per formare un telescopio virtuale, chiamato interferometro, 130 metri di diametro. Lo strumento è in grado di rilevare oggetti astronomici distanti ad una risoluzione estremamente elevata.

"I quasar sono tra gli oggetti astronomici più lontani che si possono osservare, " Dice il Prof. Netzer. "Giocano un ruolo fondamentale anche nella storia dell'universo, poiché la loro evoluzione è strettamente legata alla crescita delle galassie. Mentre quasi tutte le grandi galassie ospitano un enorme buco nero al centro, finora solo uno nella nostra Via Lattea è stato accessibile per studi così dettagliati".

"GRAVITY ci ha permesso di risolvere, per la prima volta in assoluto, il movimento delle nubi di gas attorno a un buco nero centrale, " dice Eckhard Sturm del Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE), che ha co-diretto la ricerca per lo studio. "Le nostre osservazioni possono seguire il movimento del gas e rivelare che le nuvole girano intorno al buco nero centrale".

Finora, tali osservazioni non erano state possibili a causa della piccola dimensione angolare della regione interna di un quasar, grosso modo la dimensione del nostro sistema solare, ma distante da noi circa 2,5 miliardi di anni luce.

"Ampie righe di emissione create dal gas in prossimità del buco nero sono caratteristiche di osservazione dei quasar. Fino ad ora, la distanza del gas dal buco nero, e occasionalmente lo schema del movimento, poteva essere misurato solo con un metodo più antico che utilizzava variazioni di luce nei quasar, " Dice il Prof. Netzer. "Con lo strumento GRAVITY, possiamo distinguere strutture a livello di 10 secondi di microarco, che corrisponde ad osservare, Per esempio, una moneta da 1 Euro sulla Luna."

"Le informazioni sul movimento e la distanza del gas immediatamente intorno al buco nero sono fondamentali per misurare la massa del buco nero, " spiega Jason Dexter, anche di MPE, che ha co-diretto la ricerca. "Per la prima volta, il vecchio metodo è stato testato sperimentalmente e ha superato la sua prova a pieni voti, confermando le precedenti stime di circa 300 milioni di masse solari per il buco nero".

"Questa è la prima volta che possiamo studiare gli immediati dintorni di un enorme buco nero al di fuori della nostra galassia, la via Lattea, " conclude Reinhard Genzel, capo del gruppo di ricerca infrarossi presso MPE. "I buchi neri sono oggetti intriganti, permettendoci di sondare la fisica in condizioni estreme, e con GRAVITY possiamo ora sondarli sia vicini che lontani."