Gli astronomi hanno esaminato più da vicino la galassia Messier 87 (o M87) relativamente vicina per studiare il getto del suo nucleo galattico attivo (AGN). La nuova ricerca, descritto in un articolo pubblicato il 31 luglio su arXiv.org, fornisce importanti informazioni sui parametri del jet, che potrebbe migliorare la comprensione degli AGN in generale.

Gli AGN stanno aumentando, buchi neri supermassicci che risiedono al centro di alcune galassie, emettendo potente, radiazioni ad alta energia mentre accumulano gas e polvere. Questi nuclei possono formare getti, avendo per lo più cilindrici, forme coniche o paraboliche, che si osservano anche su scale megaparsec.

Situato a circa 53,5 milioni di anni luce di distanza nell'ammasso della Vergine, M87 è una galassia ellittica supergigante. Ospita uno degli AGN a getto più noti e straordinari scoperti fino ad oggi. Il getto di M87 è facilmente rilevabile su una varietà di scale fisiche, che ha permesso agli astronomi di ottenere molte immagini di alta qualità di questa caratteristica. Questo lo rende una fonte unica per studiare la fisica dei getti nei buchi neri in accrescimento.

Ora, un trio di astronomi dell'Università di Amsterdam, Paesi Bassi, guidato da Matteo Lucchini, ha condotto un altro studio su M87, si è concentrato sullo studio delle proprietà del suo getto AGN. Hanno analizzato il set di dati disponibile, principalmente dai veicoli spaziali Chandra e Fermi della NASA, per svelare i parametri chiave del jet.

"In questo documento, utilizziamo un modello multizona concepito come una parametrizzazione della magnetoidrodinamica relativistica generale (GRMHD); per la prima volta, riproduciamo contemporaneamente la forma osservata del getto e la distribuzione dell'energia spettrale a più lunghezze d'onda (SED). Troviamo forti vincoli sui parametri fisici chiave del getto, come la posizione dell'accelerazione delle particelle e la potenza cinetica, " scrivono gli astronomi sul giornale.

Lo studio ha scoperto che la posizione dell'accelerazione delle particelle si verifica molto vicino al buco nero, molto più vicino al motore centrale rispetto alla distanza di accelerazione. In particolare, le immagini dell'interferometria a baseline molto lunga (VLBI) ad alta risoluzione del getto mostrano un "pizzicamento" del deflusso intorno a questa distanza. Questo, secondo i ricercatori, suggerisce che l'iniezione iniziale di accelerazione delle particelle nel getto può essere influenzata da questa regione di schiacciamento.

Inoltre, gli astronomi hanno abbinato la dinamica e la forma del getto del loro modello con quelle dedotte dall'imaging diretto del deflusso attraverso VLBI. Ciò ha permesso loro di scoprire che il contributo principale al limitato flusso di raggi gamma del nucleo è dovuto alla diffusione Compton inversa della luce stellare della galassia ospite, piuttosto che sincrotrone auto-Compton (SSC).

Per di più, la ricerca ha rilevato che nel caso di M87, i leptoni radianti devono essere accelerati a fattori di Lorentz molto alti per estendere lo spettro di sincrotrone fino alla gamma di energia di Chandra. Lo studio ha anche rivelato che la distribuzione delle particelle nel getto è coerente con l'essere isoterma, anche oltre la regione di dissipazione.

Riassumendo i risultati, gli astronomi hanno sottolineato l'importanza del loro studio, notando che potrebbe essere fondamentale per future indagini su M87 e un altro AGN a getto.

"I nostri risultati hanno importanti implicazioni sia per i confronti delle simulazioni GRMHD con le osservazioni, e per modelli unificati di classi AGN. (…) I nostri risultati sono particolarmente importanti alla luce delle prossime osservazioni di M87 con l'Event Horizon Telescope, che forniscono immagini ancora più dettagliate delle regioni vicino al buco nero, " concludono gli autori del paper.

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