La galassia M87, ripreso qui dal telescopio spaziale Spitzer della NASA, ospita un buco nero supermassiccio che emette due getti di materiale nello spazio quasi alla velocità della luce. L'inserto mostra una vista ravvicinata delle onde d'urto create dai due getti. Credito:NASA/JPL-Caltech/IPAC
Il 10 aprile, 2019, l'Event Horizon Telescope (EHT) ha svelato la prima immagine in assoluto dell'orizzonte degli eventi di un buco nero, l'area oltre la quale la luce non può sfuggire all'immensa gravità del buco nero. Quel gigantesco buco nero, con una massa di 6,5 miliardi di soli, si trova nella galassia ellittica Messier 87 (M87). EHT è una collaborazione internazionale il cui supporto negli Stati Uniti include la National Science Foundation.
Questa immagine del telescopio spaziale Spitzer della NASA mostra l'intera galassia M87 alla luce infrarossa. L'immagine EHT, al contrario, si basava sulla luce in lunghezze d'onda radio e mostrava l'ombra del buco nero sullo sfondo di materiale ad alta energia che lo circondava.
Situato a circa 55 milioni di anni luce dalla Terra, M87 è stato oggetto di studi astronomici per più di 100 anni ed è stato ripreso da molti osservatori della NASA, compreso il telescopio spaziale Hubble, l'Osservatorio a raggi X Chandra e NuSTAR. Nel 1918, l'astronomo Heber Curtis notò per la prima volta "un curioso raggio dritto" che si estendeva dal centro della galassia. Questo getto luminoso di materiale ad alta energia, prodotta da un disco di materiale che ruota rapidamente attorno al buco nero, è visibile in più lunghezze d'onda della luce, dalle onde radio ai raggi X. Quando le particelle nel getto urtano il mezzo interstellare (il materiale sparso che riempie lo spazio tra le stelle in M87), creano un'onda d'urto che si irradia in lunghezze d'onda radio e infrarosse della luce ma non della luce visibile. Nell'immagine Spitzer, l'onda d'urto è più prominente del getto stesso.
La galassia M87 sembra un nebbioso, sbuffo spaziale blu in questa immagine del telescopio spaziale Spitzer della NASA. Al centro della galassia c'è un buco nero supermassiccio che emette due getti di materiale nello spazio. Credito:NASA/JPL-Caltech/IPAC
Il getto più luminoso, situato a destra del centro della galassia, sta viaggiando quasi direttamente verso la Terra. La sua luminosità è amplificata dalla sua alta velocità nella nostra direzione, ma ancor di più a causa di quelli che gli scienziati chiamano "effetti relativistici, " che sorgono perché il materiale nel getto sta viaggiando vicino alla velocità della luce. La traiettoria del getto è solo leggermente spostata dalla nostra linea di vista rispetto alla galassia, quindi possiamo ancora vedere parte della lunghezza del getto. L'onda d'urto inizia intorno al punto in cui il getto sembra curvare verso il basso, evidenziando le regioni in cui le particelle in rapido movimento si scontrano con il gas nella galassia e rallentano.
Il secondo getto, al contrario, si sta allontanando così rapidamente da noi che gli effetti relativistici lo rendono invisibile a tutte le lunghezze d'onda. Ma l'onda d'urto che crea nel mezzo interstellare può ancora essere vista qui.
Situato sul lato sinistro del centro della galassia, l'onda d'urto sembra una lettera "C" invertita. Pur non essendo visibile nelle immagini ottiche, il lobo può essere visto anche nelle onde radio, come in questa immagine del Very Large Array del National Radio Astronomy Observatory.
Questa immagine ad ampio campo della galassia M87 è stata scattata dallo Spitzer Space Telescope della NASA. Il riquadro in alto mostra un primo piano di due onde d'urto, creato da un getto proveniente dal buco nero supermassiccio della galassia. L'Event Horizon Telescope ha recentemente catturato un'immagine ravvicinata della sagoma di quel buco nero, mostra nel secondo riquadro.Credito:NASA/JPL-Caltech/Event Horizon Telescope Collaboration
Combinando le osservazioni nell'infrarosso, onde radio, luce visibile, Raggi X e raggi gamma estremamente energetici, gli scienziati possono studiare la fisica di questi potenti getti. Gli scienziati stanno ancora cercando una solida comprensione teorica di come il gas che viene tirato nei buchi neri crea getti in uscita.
La luce infrarossa alle lunghezze d'onda di 3,6 e 4,5 micron è resa in blu e verde, che mostra la distribuzione delle stelle, mentre le caratteristiche della polvere che brillano intensamente a 8,0 micron sono mostrate in rosso. L'immagine è stata scattata durante la missione "fredda" iniziale di Spitzer.
