Questa immagine simulata al computer mostra un buco nero supermassiccio al centro di una galassia. La regione nera al centro rappresenta l'orizzonte degli eventi del buco nero, dove nessuna luce può sfuggire alla presa gravitazionale dell'oggetto massiccio. La potente gravità del buco nero distorce lo spazio intorno ad esso come uno specchio da luna park. La luce delle stelle sullo sfondo viene allungata e imbrattata mentre le stelle sfiorano il buco nero. Credito:NASA, ESA, e D. Coe, J. Anderson, e R. van der Marel (STScI)
I ricercatori di RIKEN e JAXA hanno utilizzato le osservazioni dell'osservatorio radio ALMA situato nel nord del Cile e gestito da un consorzio internazionale che comprende l'Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone (NAOJ) per misurare, per la prima volta, la forza dei campi magnetici vicino a due buchi neri supermassicci al centro di un importante tipo di galassie attive. Sorprendentemente, le forze dei campi magnetici non sembrano sufficienti ad alimentare le "coronae, "nuvole di plasma surriscaldato che si osservano attorno ai buchi neri al centro di quelle galassie.
È noto da tempo che i buchi neri supermassicci che si trovano al centro delle galassie, a volte eclissando le galassie che le ospitano, hanno intorno delle corone di plasma surriscaldato, simile alla corona intorno al Sole. Per i buchi neri, queste corone possono essere riscaldate a una temperatura fenomenale di un miliardo di gradi Celsius. A lungo si è ipotizzato che, come quello del Sole, le corone erano riscaldate dall'energia del campo magnetico. Però, questi campi magnetici non erano mai stati misurati attorno ai buchi neri, lasciando incertezze sull'esatto meccanismo.
In un documento del 2014 il gruppo di ricerca ha previsto che gli elettroni nel plasma che circonda i buchi neri emetterebbero un tipo speciale di luce, nota come radiazione di sincrotrone, poiché esistono insieme alle forze magnetiche nelle corone. Nello specifico, questa radiazione sarebbe nella banda radio, significa onde elettromagnetiche con una lunga lunghezza d'onda e bassa frequenza. E il gruppo ha deciso di misurare questi campi.
Hanno deciso di esaminare i dati di due "vicini, "in termini astronomici, nuclei galattici attivi:IC 4329A, che dista circa 200 milioni di anni luce, e NGC985, che dista circa 580 milioni di anni luce. Hanno iniziato effettuando misurazioni utilizzando l'osservatorio ALMA in Cile, e poi li ha confrontati con le osservazioni di altri due radiotelescopi:l'osservatorio VLA negli Stati Uniti e l'osservatorio ATCA in Australia, che misurano bande di frequenza leggermente diverse. Il team ha scoperto che effettivamente c'era un eccesso di emissione radio originata dalla radiazione di sincrotrone, oltre alle emissioni dei "jet" espulsi dai buchi neri.
Attraverso le osservazioni, il team ha dedotto che le corone avevano una dimensione di circa 40 raggi Schwarzschild, il raggio di un buco nero da cui nemmeno la luce può sfuggire, e una forza di circa 10 gauss, una cifra che è un po' più del campo magnetico sulla superficie della Terra ma un po' meno di quella emessa da un tipico magnete da frigorifero.
"La sorpresa, " dice Yoshiyuki Inoue, l'autore principale dell'articolo, pubblicato in Giornale Astrofisico , "è che sebbene abbiamo confermato l'emissione di radiazioni radio di sincrotrone dalla corona in entrambi gli oggetti, si scopre che il campo magnetico che abbiamo misurato è troppo debole per essere in grado di guidare l'intenso riscaldamento delle corone attorno a questi buchi neri." Nota anche che lo stesso fenomeno è stato osservato in entrambe le galassie, implicando che potrebbe essere un fenomeno generale.
Guardando al futuro, Inoue afferma che il gruppo prevede di cercare segni di potenti raggi gamma che dovrebbero accompagnare le emissioni radio, per capire meglio cosa sta succedendo nell'ambiente vicino ai buchi neri supermassicci.
