I buchi neri supermassicci nell'universo inghiottono gas intorno a loro. Il gas in caduta è chiamato flusso di accrescimento del buco nero. In uno studio pubblicato su Astronomia della natura , il gruppo guidato dal Prof. YUAN Feng presso l'Osservatorio Astronomico di Shanghai (SHAO) dell'Accademia Cinese delle Scienze, insieme al gruppo guidato dal Prof. LI Zhiyuan alla Nanjing University, ha trovato prove dirette dell'esistenza di un vento caldo energetico lanciato dal flusso di accrescimento caldo su un buco nero supermassiccio a crescita debole, rappresenta un passo verso la comprensione dei processi di accrescimento attorno al buco nero.

Esiste un buco nero supermassiccio in quasi tutte le galassie dell'universo. Il gas intorno al buco nero si accumulerà e formerà un disco di accrescimento. Una forte radiazione viene emessa dal disco di accrescimento, che è l'origine della radiazione nella prima immagine dei buchi neri che le persone hanno ottenuto nel 2019.

A seconda della temperatura del gas, i flussi di accrescimento dei buchi neri sono divisi in due tipi, vale a dire quelli freddi e quelli caldi. Gli studi teorici condotti dal gruppo SHAO negli ultimi dieci anni hanno predetto che deve esistere un forte vento nei flussi di accrescimento caldi che in genere alimentano nuclei galattici attivi a bassa luminosità (LLAGN). Questi venti si trovano anche a svolgere un ruolo cruciale nell'evoluzione delle galassie, secondo la simulazione cosmologica all'avanguardia Illustris-TNG. Però, prove osservative dirette per un tale vento si sono rivelate difficili da ottenere.

I ricercatori in questo studio hanno trovato una forte evidenza osservativa per un deflusso energetico da M81*, un prototipo LLAGN che risiede nella vicina galassia a spirale massiccia Messier 81 analizzando uno spettro di raggi X di alta qualità. Lo spettro, che ha una risoluzione e una sensibilità senza pari, è stata scattata dall'Osservatorio a raggi X Chandra negli anni 2005-2006, ma è rimasto inesplorato per l'aspetto del vento fino ad ora.

Il deflusso da M81* è evidenziato da una coppia di righe di emissione Fe XXVI Lyα che si spostano in modo quasi simmetrico verso il rosso e verso il blu a una velocità in linea di vista di 2800 chilometri al secondo, e un elevato rapporto di riga Fe XXVI Lyα-Fe XXV Kα che implica una temperatura di 140 milioni di gradi Kelvin del plasma che emette righe.

Per interpretare il plasma ad alta velocità e ad alta temperatura, i ricercatori hanno effettuato simulazioni magnetoidrodinamiche del flusso di accrescimento caldo su M81* e hanno prodotto uno spettro di raggi X sintetico del vento lanciato dal flusso di accrescimento caldo come previsto dalle simulazioni numeriche. Le righe di emissione previste erano in accordo con lo spettro Chandra, fornendo prove dell'esistenza di un vento caldo. L'energia di questo vento è risultata essere sufficientemente forte da influenzare l'ambiente vicino di M81*.

Questo studio ha rivelato il collegamento mancante tra le osservazioni e la teoria dei flussi di accrescimento caldi, così come le ultime simulazioni cosmologiche con feedback AGN.