Un'immagine a tre colori delle regioni centrali della Via Lattea che mostra la posizione del Sagittario A*, il buco nero supermassiccio del centro galattico; Radiografia in blu, ottico in giallo, e infrarossi in rosso. Gli astronomi hanno ottenuto osservazioni simultanee multi-banda di un brillamento luminoso da SgrA* e hanno modellato la radiazione multi-banda per stimare le proprietà dell'accrescimento attorno al buco nero. Credito:raggi X:NASA/CXC/UMass/D. Wang et al.; Ottica:NASA/ESA/STScI/D.Wang et al.; IR:NASA/JPL-Caltech/SSC/S.Stolovy
Il buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia, la Via Lattea, Sagittario A*, è di gran lunga l'oggetto del genere più vicino a noi, circa 27, 000 anni luce di distanza. Sebbene non sia così attivo o luminoso come altri nuclei galattici con buchi neri supermassicci, la sua relativa vicinanza ci fa apparire molto più luminoso di altre sorgenti simili e offre agli astronomi un'opportunità unica di sondare cosa succede quando nuvole di gas o altri oggetti si avvicinano al "bordo" di un buco nero.
Sgr A* è stato monitorato a lunghezze d'onda radio sin dalla sua scoperta negli anni '50; la variabilità è stata segnalata per la prima volta nella radio nel 1984. Gli astronomi modellano che in media Sgr A* sta accumulando materiale a pochi centesimi di massa terrestre all'anno, un tasso relativamente molto basso. Infrarossi successivi, submillimetrico, e le osservazioni ai raggi X hanno confermato questa variabilità ma hanno anche scoperto che l'oggetto spesso brilla, con la luminosità che aumenta così di un fattore cento nei raggi X. Si pensa che la maggior parte dell'emissione costante sia prodotta da elettroni che si muovono a spirale a una velocità prossima alla velocità della luce (chiamato movimento relativistico) attorno a campi magnetici in una piccola regione di circa un'unità astronomica di raggio attorno alla sorgente, ma non c'è accordo sui meccanismi che alimentano i razzi.
CfA astronomi Giovanni Fazio, Marco Gurwell, Joe Hora, Howard Smith, e Steve Willner erano membri di un grande consorzio che nel luglio 2019 ha ottenuto osservazioni simultanee nel vicino infrarosso con la telecamera IRAC su Spitzer, con l'interferometro GRAVITY presso l'Osservatorio Europeo Australe, e con gli osservatori a raggi X Chandra e NuStar della NASA (le osservazioni simultanee programmate con il Submillimeter Array sono state impedite dalla chiusura del Mauna Kea). La SgrA* ha casualmente subìto un grande evento di flaring durante queste osservazioni, consentendo ai teorici per la prima volta di modellare un bagliore in modo molto dettagliato.
Gli elettroni relativistici che si muovono nei campi magnetici emettono fotoni mediante un processo noto come radiazione di sincrotrone (lo scenario più convenzionale) ma esiste anche un secondo processo possibile in cui i fotoni (prodotti dall'emissione di sincrotrone o da altre fonti come l'emissione di polvere) vengono dispersi dal elettroni e quindi acquisire ulteriore energia, diventare fotoni a raggi X. Modellare quale combinazione di effetti era operativa nella piccola regione intorno alla SgrA* durante l'evento di flaring offre informazioni sulle densità del gas, i campi, e l'origine dell'intensità del bagliore, tempismo, e forma. Gli scienziati hanno considerato una varietà di possibilità e hanno concluso che lo scenario più probabile è quello in cui il bagliore infrarosso è stato prodotto dal primo processo ma con il bagliore a raggi X prodotto dal secondo processo. Questa conclusione ha diverse implicazioni per l'attività intorno a questo buco nero supermassiccio, compreso che le densità degli elettroni e i campi magnetici sono paragonabili in grandezza a quelli in condizioni medie, ma che è necessaria un'accelerazione delle particelle sostenuta per mantenere il brillamento osservato. Sebbene i modelli corrispondano con successo a molti aspetti dell'emissione del bagliore, le misurazioni non sono in grado di vincolare la fisica dettagliata dietro l'accelerazione delle particelle; questi sono lasciati alla ricerca futura.