Il buco nero supermassiccio (SMBH) al centro della nostra galassia, il Sagittario A*, è di dimensioni modeste con solo 4,15 milioni di masse solari. L'Event Horizon Telescope (EHT) ha recentemente rilasciato un'immagine submillimetrica drammatica di esso come visto illuminato dal suo ambiente luminoso. Molte galassie hanno SMBH nucleari mille volte più grandi, ad esempio il nucleo di M87, la cui immagine è stata scattata dall'EHT nel 2020. Ma SagA* è relativamente vicino a noi, solo circa venticinquemila anni luce, e il suo la prossimità offre agli astronomi un'opportunità unica per sondare le proprietà degli SMBH.

Quando il gas e la polvere si accumulano lentamente nell'ambiente caldo, simile a un disco, che circonda un buco nero, si irradiano attraverso lo spettro elettromagnetico. L'accrescimento episodico e le esplosioni di radiazioni variabili offrono indizi sulla natura dell'accrescimento, le dimensioni e le posizioni di ciascun evento nel complesso ambiente del buco nero (dentro o vicino al toro? in qualche parte il vento?) e come potrebbero essere gli episodi correlati tra loro e alle proprietà del buco nero, ad esempio il suo spin. Ogni lunghezza d'onda trasporta le proprie informazioni e uno degli strumenti diagnostici chiave è la differenza di tempo tra i bagliori a diverse lunghezze d'onda che tracciano dove si verificano i diversi meccanismi di produzione nell'esplosione. Sag A* è abbastanza vicino da essere stato monitorato a lunghezze d'onda radio sin dalla sua scoperta negli anni '50; in media Sgr A* accresce materiale a una velocità molto bassa, pochi centesimi di massa terrestre all'anno, ma sufficiente a produrre variabilità e brillamenti più drammatici.

Gli astronomi CfA Steve Willner, Giovani Fazio, Mark Gurwell, Joe Hora e Howard Smith e i loro colleghi hanno completato un'analisi temporale di osservazioni coordinate, simultanee nel vicino infrarosso, a raggi X e submillimetriche di SagA* utilizzando la fotocamera IRAC su Spitzer, il l'osservatorio a raggi X Chandra, la missione NuSTAR, ALMA e lo strumento GRAVITY sul Very Large Telescope Interferometer; la campagna ha richiesto una complessa pianificazione della missione e la riduzione di molteplici tipi di set di dati. Tra il 17 e il 26 luglio 2019 sono stati osservati eventi devastanti (sfortunatamente la SMA è stata chiusa in quel momento a causa delle proteste sulla montagna). Il team osserva che l'attività del 2019 sembra riflettere un tasso di accrescimento insolitamente alto. Sebbene sia stato osservato che alcuni degli eventi si verificavano simultaneamente, il bagliore submillimetrico (ALMA) è apparso circa 20 minuti dopo i bagliori infrarossi e raggi X (Chandra).

Gli scienziati considerano tre scenari:l'emissione di raggi X e infrarossi in questi bagliori è derivata da particelle cariche che ruotano a spirale in potenti campi magnetici; l'infrarosso e il submillimetro provenivano da questo primo processo, ma l'emissione di raggi X è stata prodotta quando i fotoni dell'infrarosso si sono scontrati con particelle cariche che si muovevano vicino alla velocità della luce; e infine che solo la radiazione submillimetrica proveniva dal primo processo e tutte le altre bande erano prodotte dal secondo. Purtroppo le osservazioni da terra non possono essere continue e, di conseguenza, non è stato osservato il tempo del picco di emissione submillimetrica del bagliore, il che rende difficile definire qualsiasi ritardo temporale tra esso e i raggi X che potrebbero segnalarne l'insorgenza in una posizione diversa o da un processo diverso. Il team, combinando i suoi risultati con i precedenti studi di variabilità, trova un quadro coerente in cui gli infrarossi e i raggi X hanno origine attraverso il secondo processo seguito dall'emissione submillimetrica dal primo in un plasma magnetizzato in espansione e raffreddamento.

La ricerca è stata pubblicata su The Astrophysical Journal . + Esplora ulteriormente

Emissione variabile dal buco nero supermassiccio della Via Lattea