Scale di distanza scoperte nel jet Centaurus A. L'immagine in alto a sinistra mostra come il getto si disperde in nubi di gas che emettono onde radio, catturato dagli osservatori ATCA e Parkes. Il pannello in alto a destra mostra un'immagine composita a colori, con uno zoom 40x rispetto al primo pannello per adattarsi alle dimensioni della galassia stessa. L'emissione submillimetrica del getto e della polvere nella galassia misurata dallo strumento LABOCA/APEX è mostrata in arancione. L'emissione di raggi X dal getto misurata dalla navicella spaziale Chandra è mostrata in blu. La luce bianca visibile delle stelle nella galassia è stata catturata dal telescopio da 2,2 metri dell'MPG/ESO. Il pannello successivo mostra un'immagine con zoom 165.000x del getto radio interno ottenuta con i telescopi TANAMI. Il pannello inferiore mostra la nuova immagine a più alta risoluzione della regione di lancio del getto ottenuta con l'EHT a lunghezze d'onda millimetriche con uno zoom di 60 000 000x nella risoluzione del telescopio. Le barre della scala indicate sono mostrate in anni luce e giorni luce. Un anno luce è uguale alla distanza percorsa dalla luce in un anno:circa nove trilioni di chilometri. In confronto, la distanza dalla stella conosciuta più vicina dal nostro Sole è di circa quattro anni luce. Un giorno di luce è uguale alla distanza che la luce percorre in un giorno:circa sei volte la distanza tra il Sole e Nettuno. Credito:Università di Radboud; CSIRO/ATNF/I. Feain et al., R. Morganti et al., N. Junkes et al.; ESO/WFI; MPIfR/ESO/APEX/A. Weiß et al.; NASA/CXC/CfA/R. Kraft et al.; TANAMI/C. Muller et al.; EHT/M. Janssen et al.
Un team internazionale ancorato dalla collaborazione Event Horizon Telescope (EHT), noto per aver catturato la prima immagine di un buco nero nella galassia Messier 87, ha ora ripreso il cuore della più vicina radiogalassia Centaurus A con dettagli senza precedenti. Gli astronomi individuano la posizione del buco nero supermassiccio centrale e rivelano come sta nascendo un gigantesco getto. Più notevolmente, solo i bordi esterni dei getti sembrano emettere radiazioni, che sfida i nostri modelli teorici di getti. Questo lavoro, condotto da Michael Janssen del Max Planck Institute for Radio Astronomy di Bonn e della Radboud University Nijmegen è pubblicato in Astronomia della natura il 19 luglio.
A lunghezze d'onda radio, Centaurus A emerge come uno degli oggetti più grandi e luminosi nel cielo notturno. Dopo essere stata identificata come una delle prime radiosorgenti extragalattiche conosciute nel 1949, Centaurus A è stato ampiamente studiato attraverso l'intero spettro elettromagnetico da una varietà di radio, infrarossi, ottico, Raggi X, e osservatori di raggi gamma. Al centro del Centauro A giace un buco nero con la massa di 55 milioni di soli, che sta proprio tra le masse del buco nero Messier 87 (sei miliardi e mezzo di soli) e Sgr A* al centro della nostra galassia (circa quattro milioni di soli).
In un nuovo giornale in Astronomia della natura , i dati delle osservazioni EHT del 2017 sono stati analizzati per visualizzare Centaurus A con dettagli senza precedenti. "Questo ci permette per la prima volta di vedere e studiare un getto radio extragalattico su scale inferiori alla distanza percorsa dalla luce in un giorno. Vediamo da vicino e personalmente come sta nascendo un getto mostruosamente gigantesco lanciato da un buco nero supermassiccio, " dice l'astronomo Michael Janssen.
Rispetto a tutte le precedenti osservazioni ad alta risoluzione, il jet lanciato in Centaurus A viene ripreso con una frequenza dieci volte superiore e una risoluzione 16 volte più nitida. Con il potere risolutivo dell'EHT, astronomi e ora collegano le vaste scale della sorgente, grandi quanto 16 volte il diametro angolare della luna nel cielo, alla loro origine vicino al buco nero in una regione della larghezza di una mela sulla luna quando proiettata nel cielo. Questo è un fattore di ingrandimento di un miliardo.
Capire i getti
I buchi neri supermassicci che risiedono al centro di galassie come il Centaurus A si nutrono di gas e polvere attratti dalla loro enorme attrazione gravitazionale. Questo processo rilascia enormi quantità di energia e si dice che la galassia diventi "attiva". La maggior parte della materia che giace vicino al bordo del buco nero cade dentro. Tuttavia, alcune delle particelle circostanti sfuggono pochi istanti prima della cattura e vengono espulse lontano nello spazio:nascono i getti, una delle caratteristiche più misteriose ed energetiche delle galassie.
Gli astronomi si sono basati su diversi modelli di come si comporta la materia vicino al buco nero per comprendere meglio questo processo. Ma ancora non sanno esattamente come vengono lanciati i getti dalla sua regione centrale e come possono estendersi su scale più grandi delle loro galassie ospiti senza disperdersi. L'EHT mira a risolvere questo mistero.
La nuova immagine mostra che il getto lanciato da Centaurus A è più luminoso ai bordi rispetto al centro. Questo fenomeno è noto da altri getti, ma non è mai stato visto in modo così pronunciato prima. "Abbiamo trovato difficile spiegare con gli stessi modelli che abbiamo usato per M87. Deve succedere qualcosa di diverso, come campi magnetici elicoidali, che ci fornisce nuovi indizi su come possono "schiacciare" i getti, "dice Sera Markoff, vice presidente, EHT Science Council e professore di astrofisica teorica delle alte energie all'Università di Amsterdam.
A destra:immagine a più alta risoluzione del Centaurus A ottenuta con l'Event Horizon Telescope. A sinistra:immagine composita a colori dell'intera galassia. Credito:Università di Radboud; ESO/WFI; MPIfR/ESO/APEX/A. Weiß et al.; NASA/CXC/CfA/R. Kraft et al.; EHT/M. Janssen et al.
Osservazioni future
Con le nuove osservazioni EHT del jet Centaurus A, la probabile posizione del buco nero è stata identificata nel punto di lancio dei getti. Sulla base di questa posizione, i ricercatori prevedono che osservazioni future a una lunghezza d'onda ancora più corta ea una risoluzione più elevata sarebbero in grado di fotografare il buco nero centrale di Centaurus A. Ciò richiederà l'uso di osservatori satellitari spaziali.
"Questi dati provengono dalla stessa campagna di osservazione che ha fornito la famosa immagine del buco nero in M87. I nuovi risultati mostrano che l'EHT fornisce un tesoro di dati sulla ricca varietà di buchi neri e ce ne sono ancora altri a venire, "dice Heino Falcke, Membro del consiglio di amministrazione dell'EHT e professore di astrofisica alla Radboud University.
Informazioni di base
Per osservare la galassia Centaurus A con questa risoluzione nitida senza precedenti a una lunghezza d'onda di 1,3 mm, la collaborazione EHT ha utilizzato l'interferometria di base molto lunga (VLBI), la stessa tecnica con cui è stata realizzata la famosa immagine del buco nero in M87. Un'alleanza di otto telescopi in tutto il mondo si è unita per creare l'Event Horizon Telescope virtuale delle dimensioni della Terra. La collaborazione EHT coinvolge più di 300 ricercatori dall'Africa, Asia, Europa, Nord e Sud America.
TANAMI (Tracking Active Galactic Nuclei with Austral Milliarcsecond Interferometry) è un programma a più lunghezze d'onda per monitorare i getti relativistici nei nuclei galattici attivi del cielo australe. Questo programma monitora Centaurus A con VLBI a lunghezze d'onda centimetriche dalla metà degli anni 2000. L'array TANAMI è composto da nove radiotelescopi situati in quattro continenti che osservano a lunghezze d'onda di 4 cm e 1,3 cm.
