Raggi X e compositi ottici. Chandra ha catturato un getto di rimbalzo proveniente da un gigantesco buco nero. Queste immagini di Cygnus A mostrano i raggi X di Chandra e una vista ottica di Hubble delle galassie e delle stelle nello stesso campo visivo. I dati di Chandra rivelano la presenza di un potente getto di particelle ed energia elettromagnetica che è uscito dal buco nero e si è schiantato contro un muro di gas caldo, poi rimbalzò per fare un buco in una nuvola di particelle energetiche, prima che entri in collisione con un'altra parte della parete del gas. Credito:raggi X:NASA/CXC/Columbia Univ./A. Johnson et al.; Ottica:NASA/STScI
Un jet che rimbalza da un gigantesco buco nero è stato catturato dall'Osservatorio a raggi X Chandra della NASA, come riportato nel nostro ultimo comunicato stampa. In questa immagine composita di Cygnus A, Raggi X di Chandra (rosso, verde, e blu che rappresentano il basso, raggi X di media e alta energia) sono combinati con una vista ottica dal telescopio spaziale Hubble delle galassie e delle stelle nello stesso campo visivo. I dati di Chandra rivelano la presenza di potenti getti di particelle ed energia elettromagnetica fuoriusciti dal buco nero. Il getto a sinistra si è schiantato contro un muro di gas caldo, poi rimbalzò per fare un buco in una nuvola di particelle energetiche, prima che entri in collisione con un'altra parte della parete del gas.
Una versione etichettata delinea le caratteristiche principali descritte sopra. La figura principale mostra la posizione del buco nero supermassiccio, i getti, il punto in cui il getto a sinistra è rimbalzato su un muro di gas intergalattico ("hotspot E"), e il punto in cui il getto ha poi colpito una seconda volta il gas intergalattico ("hotspot D"). L'inserto contiene una vista ravvicinata degli hotspot a sinistra e del foro perforato dal getto di rimbalzo, che circonda l'hotspot E. L'immagine nel riquadro combina i raggi X di tutte e tre le gamme di energia per fornire la massima sensibilità per mostrare strutture fini come il foro.
Il buco è visibile perché il percorso del getto di rimbalzo tra i punti caldi E e D è quasi direttamente lungo la linea di vista verso la Terra, come mostra la figura schematica raffigurante la vista di Cygnus A dall'alto. Probabilmente un rimbalzo simile del getto si è verificato tra i punti caldi A e B, ma il foro non è visibile perché il percorso non è lungo la linea di vista della Terra.
Cygnus A è una grande galassia che si trova nel mezzo di un ammasso di galassie a circa 760 milioni di anni luce dalla Terra. Un buco nero supermassiccio al centro di Cygnus A sta rapidamente crescendo mentre attira nella sua presa gravitazionale il materiale che vortica intorno ad esso. Durante questo processo, parte di questo materiale viene reindirizzato lontano dal buco nero sotto forma di fasci stretti, o getti. Tali getti possono influenzare in modo significativo l'evoluzione della galassia e dei suoi dintorni.
Vista dall'alto. Il buco è visibile perché il percorso del getto di rimbalzo tra i punti caldi E e D è quasi direttamente lungo la linea di vista verso la Terra, come mostra la figura schematica raffigurante la vista di Cygnus A dall'alto. Probabilmente un rimbalzo simile del getto si è verificato tra i punti caldi A e B, ma il foro non è visibile perché il percorso non è lungo la linea di vista della Terra. Credito:NASA/CXC/M.Weiss
In una profonda osservazione durata 23 giorni, gli scienziati hanno usato Chandra per creare una mappa altamente dettagliata sia dei getti che del gas intergalattico, che hanno usato per tracciare il percorso dei getti dal buco nero. Il getto a sinistra si è espanso dopo il rimbalzo e ha creato un buco nella nuvola di particelle circostante che è compreso tra 50, 000 e 100, 000 anni luce di profondità e solo 26, 000 anni luce di larghezza. Per contesto, la Terra si trova a circa 26, 000 anni luce di distanza dal centro della galassia della Via Lattea.
Gli scienziati stanno lavorando per determinare quali forme di energia - energia cinetica, calore o radiazione:il getto trasporta. La composizione del getto e i tipi di energia determinano come si comporta il getto quando rimbalza, come la dimensione del foro che crea. Sono necessari modelli teorici del getto e delle sue interazioni con il gas circostante per trarre conclusioni sulle proprietà del getto.
Il nostro punto di vista. Il buco è visibile perché il percorso del getto di rimbalzo tra i punti caldi E e D è quasi direttamente lungo la linea di vista verso la Terra, come mostra la figura schematica raffigurante la vista di Cygnus A dall'alto. Probabilmente un rimbalzo simile del getto si è verificato tra i punti caldi A e B, ma il foro non è visibile perché il percorso non è lungo la linea di vista della Terra. Credito:NASA/CXC/M.Weiss
L'energia prodotta dai getti dei buchi neri può riscaldare il gas intergalattico negli ammassi di galassie e impedirne il raffreddamento e la formazione di un gran numero di stelle in una galassia centrale come Cygnus A. Pertanto, lo studio di Cygnus A può dire agli scienziati di più su come i getti dei buchi neri interagiscono con l'ambiente circostante.
Questi risultati sono stati presentati al 233° meeting dell'American Astronomical Society a Seattle, WA, in uno studio condotto da Amalya Johnson della Columbia University di New York. Il Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, Alabama, gestisce il programma Chandra per la direzione della missione scientifica della NASA a Washington. L'Osservatorio Astrofisico Smithsonian di Cambridge, Massachusetts, controlla la scienza e le operazioni di volo di Chandra.
Immagine ottica. Chandra ha catturato un getto di rimbalzo proveniente da un gigantesco buco nero. Queste immagini di Cygnus A mostrano i raggi X di Chandra e una vista ottica di Hubble delle galassie e delle stelle nello stesso campo visivo. I dati di Chandra rivelano la presenza di un potente getto di particelle ed energia elettromagnetica che è uscito dal buco nero e si è schiantato contro un muro di gas caldo, poi rimbalzò per fare un buco in una nuvola di particelle energetiche, prima che entri in collisione con un'altra parte della parete del gas. Credito:raggi X:NASA/CXC/Columbia Univ./A. Johnson et al.; Ottica:NASA/STScI
