L'enorme buco nero al centro della nostra galassia sta consumando un pasto insolitamente grande di gas e polvere interstellari, e i ricercatori non hanno ancora capito perché.

"Non abbiamo mai visto nulla di simile nei 24 anni in cui abbiamo studiato il buco nero supermassiccio, " ha detto Andrea Ghez, Professore di fisica e astronomia all'UCLA e co-autore senior della ricerca. "Di solito è piuttosto tranquillo, buco nero debole a dieta. Non sappiamo cosa stia guidando questa grande festa".

Un documento sullo studio, guidato dall'UCLA Galactic Center Group, che Ghez dirige, è pubblicato oggi in Lettere per riviste astrofisiche .

I ricercatori hanno analizzato più di 13, 000 osservazioni del buco nero da 133 notti dal 2003. Le immagini sono state raccolte dal W.M. L'Osservatorio Keck alle Hawaii e il Very Large Telescope dell'Osservatorio europeo meridionale in Cile. Il team ha scoperto che il 13 maggio l'area appena fuori dal "punto di non ritorno" del buco nero (così chiamato perché una volta che la materia entra, non può mai sfuggire) era due volte più brillante della successiva osservazione più brillante.

Hanno anche osservato grandi cambiamenti in altre due notti quest'anno; tutti e tre questi cambiamenti erano "senza precedenti, " ha detto Ghez.

La luminosità osservata dagli scienziati è causata dalle radiazioni di gas e polvere che cadono nel buco nero; i risultati li hanno spinti a chiedersi se si trattasse di un evento singolare straordinario o di un precursore di un'attività significativamente aumentata.

"La grande domanda è se il buco nero sta entrando in una nuova fase, ad esempio se il rubinetto è stato alzato e la velocità del gas che cade lungo il "drenaggio" del buco nero è aumentata per un periodo prolungato, o se abbiamo appena visto i fuochi d'artificio di alcune insolite bolle di gas che cadono, " ha detto Mark Morris, Professore di fisica e astronomia all'UCLA e co-autore senior del documento.

Il team ha continuato a osservare l'area e cercherà di risolvere questa domanda in base a ciò che vedono dalle nuove immagini.

"Vogliamo sapere come i buchi neri crescono e influenzano l'evoluzione delle galassie e dell'universo, " disse Ghez, Lauren B. Leichtman e Arthur E. Levine Professore di Astrofisica dell'UCLA. "Vogliamo sapere perché il buco supermassiccio diventa più luminoso e come diventa più luminoso".

Le nuove scoperte si basano sulle osservazioni del buco nero, che si chiama Sagittarius A*, o Sgr A*—durante quattro notti in aprile e maggio all'Osservatorio Keck. La luminosità che circonda il buco nero varia sempre un po', ma gli scienziati sono rimasti sbalorditi dalle estreme variazioni di luminosità durante quel periodo di tempo, comprese le loro osservazioni del 13 maggio.

"La prima immagine che vidi quella notte, il buco nero era così luminoso che inizialmente l'ho scambiato per la stella S0-2, perché non avevo mai visto Sagittario A* così luminoso, ", ha affermato il ricercatore dell'UCLA Tuan Do, l'autore principale dello studio. "Ma è diventato subito chiaro che la fonte doveva essere il buco nero, che è stato davvero emozionante."

Un'ipotesi sull'aumento dell'attività è che quando una stella chiamata S0-2 ha fatto il suo avvicinamento più vicino al buco nero durante l'estate 2018, ha lanciato una grande quantità di gas che quest'anno ha raggiunto il buco nero.

Un'altra possibilità riguarda un oggetto bizzarro noto come G2, che è molto probabilmente una coppia di stelle binarie, che ha fatto il suo approccio più vicino al buco nero nel 2014. È possibile che il buco nero possa aver strappato lo strato esterno di G2, Ghez ha detto, il che potrebbe aiutare a spiegare l'aumento della luminosità appena fuori dal buco nero.

Morris ha detto che un'altra possibilità è che la luminosità corrisponda alla scomparsa di grandi asteroidi che sono stati attratti dal buco nero.

Nessun pericolo per la Terra

Il buco nero è circa 26, 000 anni luce di distanza e non rappresenta alcun pericolo per il nostro pianeta. Do ha detto che la radiazione dovrebbe essere 10 miliardi di volte più brillante di quella rilevata dagli astronomi per influenzare la vita sulla Terra.

Lettere per riviste astrofisiche pubblicato anche un secondo articolo dei ricercatori, descrivendo l'olografia a macchie, la tecnica che ha permesso loro di estrarre e utilizzare informazioni molto deboli da 24 anni di dati che hanno registrato vicino al buco nero.

Il team di ricerca di Ghez ha riportato il 25 luglio sulla rivista Science il test più completo dell'iconica teoria della relatività generale di Einstein vicino al buco nero. La loro conclusione che la teoria di Einstein ha superato il test ed è corretta, almeno per ora, si basava sul loro studio di S0-2 in quanto ha fatto un'orbita completa attorno al buco nero.

Il team di Ghez ne studia più di 3, 000 stelle che orbitano attorno al buco nero supermassiccio. Dal 2004, gli scienziati hanno utilizzato una potente tecnologia che Ghez ha aiutato a fare da pioniere, chiamata ottica adattiva, che corregge in tempo reale gli effetti distorsivi dell'atmosfera terrestre. Ma l'olografia speckle ha permesso ai ricercatori di migliorare i dati del decennio prima che entrasse in gioco l'ottica adattiva. La rianalisi dei dati di quegli anni ha aiutato il team a concludere che non avevano visto quel livello di luminosità vicino al buco nero da 24 anni.

"Era come fare un intervento LASIK sulle nostre prime immagini, " ha detto Ghez. "Abbiamo raccolto i dati per rispondere a una domanda e svelato casualmente altre interessanti scoperte scientifiche che non avevamo previsto".