Una nuova immagine dalla collaborazione Event Horizon Telescope (EHT), che comprende scienziati del Center for Astrophysicals | Harvard e Smithsonian (CfA) — ha scoperto campi magnetici forti e organizzati che si sviluppano a spirale dal bordo del buco nero supermassiccio Sagittarius A* (Sgr A*).
Visto per la prima volta in luce polarizzata, questa nuova visione del mostro in agguato nel cuore della Via Lattea ha rivelato una struttura del campo magnetico sorprendentemente simile a quella del buco nero al centro della galassia M87, suggerendo che un forte campo magnetico i campi possono essere comuni a tutti i buchi neri. Questa somiglianza suggerisce anche un jet nascosto in Sgr A*.
I risultati sono stati pubblicati su The Astrophysical Journal Letters .
Gli scienziati hanno svelato la prima immagine di Sgr A*, che si trova a circa 27.000 anni luce dalla Terra, nel 2022, rivelando che, sebbene il buco nero supermassiccio della Via Lattea sia più di mille volte più piccolo e meno massiccio di quello di M87, sembra notevolmente simile .
Ciò ha portato gli scienziati a chiedersi se i due condividessero tratti comuni al di fuori del loro aspetto. Per scoprirlo, il team ha deciso di studiare Sgr A* in luce polarizzata. Precedenti studi sulla luce attorno a M87* avevano rivelato che i campi magnetici attorno al gigantesco buco nero gli permettevano di lanciare potenti getti di materiale nell’ambiente circostante. Basandosi su questo lavoro, le nuove immagini hanno rivelato che lo stesso potrebbe valere per Sgr A*.
“Ciò che stiamo vedendo ora è che ci sono campi magnetici forti, contorti e organizzati vicino al buco nero al centro della Via Lattea”, ha affermato Sara Issaoun, CfA NASA Hubble Fellowship Program Einstein Fellow, Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO). ) astrofisico e co-responsabile del progetto.
"Oltre al fatto che Sgr A* ha una struttura di polarizzazione sorprendentemente simile a quella vista nel buco nero M87*, molto più grande e potente, abbiamo imparato che campi magnetici forti e ordinati sono fondamentali per il modo in cui i buchi neri interagiscono con il gas e la materia circostante." loro."
La luce è un'onda elettromagnetica oscillante o in movimento che ci consente di vedere gli oggetti. A volte la luce oscilla in un orientamento preferito e la chiamiamo "polarizzata". Sebbene la luce polarizzata ci circondi, agli occhi umani è indistinguibile dalla luce "normale".
Nel plasma attorno a questi buchi neri, le particelle che ruotano attorno alle linee del campo magnetico impartiscono uno schema di polarizzazione perpendicolare al campo. Ciò consente agli astronomi di vedere con dettagli sempre più vividi cosa sta succedendo nelle regioni dei buchi neri e di mappare le linee del loro campo magnetico.
"Immaginando la luce polarizzata proveniente dal gas caldo e incandescente vicino ai buchi neri, stiamo deducendo direttamente la struttura e la forza dei campi magnetici che attraversano il flusso di gas e materia di cui il buco nero si nutre ed espelle", ha affermato l'Harvard Black Hole Initiative Fellow e co-responsabile del progetto Angelo Ricarte. "La luce polarizzata ci insegna molto di più sull'astrofisica, sulle proprietà del gas e sui meccanismi che avvengono quando un buco nero si alimenta."
Ma fotografare i buchi neri in luce polarizzata non è facile come indossare un paio di occhiali da sole polarizzati, e questo è particolarmente vero per Sgr A*, che sta cambiando così velocemente che non sta fermo per le foto. Immaginare il buco nero supermassiccio richiede strumenti sofisticati che vanno oltre quelli precedentemente utilizzati per catturare M87*, un obiettivo molto più stabile.
Paul Tiede, ricercatore post-dottorato del CfA e astrofisico della SAO, ha dichiarato:"È entusiasmante essere riusciti a creare un'immagine polarizzata di Sgr A*. La prima immagine ha richiesto mesi di analisi approfondite per comprenderne la natura dinamica e svelarne la struttura media".
"Realizzare un'immagine polarizzata aggiunge ulteriore sfida alla dinamica dei campi magnetici attorno al buco nero. I nostri modelli spesso prevedevano campi magnetici altamente turbolenti, rendendo estremamente difficile costruire un'immagine polarizzata. Fortunatamente, il nostro buco nero è molto più calmo, rendendo la prima immagine possibile."
Gli scienziati sono entusiasti di avere immagini di entrambi i buchi neri supermassicci in luce polarizzata perché queste immagini e i dati che ne derivano forniscono nuovi modi per confrontare e contrapporre buchi neri di diverse dimensioni e masse. Con il miglioramento della tecnologia, è probabile che le immagini rivelino ancora più segreti sui buchi neri e le loro somiglianze o differenze.
Michi Bauböck, ricercatore post-dottorato presso l'Università dell'Illinois Urbana-Champaign, ha affermato:"M87* e Sgr A* sono diversi in alcuni aspetti importanti:M87* è molto più grande e attira la materia dall'ambiente circostante a una velocità molto più rapida". . Quindi, avremmo potuto aspettarci che anche i campi magnetici fossero molto diversi, ma in questo caso si sono rivelati abbastanza simili, il che potrebbe significare che questa struttura è comune a tutti i buchi neri."
"Una migliore comprensione dei campi magnetici vicino ai buchi neri ci aiuta a rispondere a diverse domande aperte:da come si formano e lanciano i getti a quali poteri alimentano i bagliori luminosi che vediamo nella luce infrarossa e nei raggi X. "
L'EHT ha condotto diverse osservazioni dal 2017 e prevede di osservare nuovamente Sgr A* nell'aprile 2024. Ogni anno, le immagini migliorano man mano che l'EHT incorpora nuovi telescopi, maggiore larghezza di banda e nuove frequenze di osservazione. Le espansioni pianificate per il prossimo decennio consentiranno filmati ad alta fedeltà di Sgr A*, potrebbero rivelare un getto nascosto e consentire agli astronomi di osservare caratteristiche di polarizzazione simili in altri buchi neri. Nel frattempo, l'estensione dell'EHT allo spazio fornirà immagini dei buchi neri più nitide che mai.
Il CfA sta conducendo diverse importanti iniziative per migliorare drasticamente l’EHT nel prossimo decennio. Il progetto EHT (ngEHT) di prossima generazione sta intraprendendo un aggiornamento trasformativo dell'EHT, con l'obiettivo di portare online molteplici nuove parabole radio, consentire osservazioni multicolori simultanee e aumentare la sensibilità complessiva dell'array.
L’espansione ngEHT consentirà all’array di realizzare filmati in tempo reale di buchi neri supermassicci su scala dell’orizzonte degli eventi. Questi filmati risolveranno la struttura dettagliata e le dinamiche vicino all'orizzonte degli eventi, mettendo a fuoco le caratteristiche della gravità del "campo forte" previste dalla Relatività Generale, nonché l'interazione tra accrescimento e lancio di jet relativistici che scolpisce strutture su larga scala nell'universo. /P>
Nel frattempo, il concetto di missione Black Hole Explorer (BHEX) estenderà l’EHT nello spazio, producendo le immagini più nitide nella storia dell’astronomia. BHEX consentirà il rilevamento e l'imaging dell'"anello fotonico", una struttura ad anello nitida formata da un'emissione fortemente distorta attorno ai buchi neri.
Le proprietà di un buco nero sono impresse nella dimensione e nella forma dell'anello fotonico, rivelando masse e giri di dozzine di buchi neri, mostrando a loro volta come questi strani oggetti crescono e interagiscono con le galassie che li ospitano.
Ulteriori informazioni: Issaoun, S. et al, Risultati del primo Event Horizon Telescope del Sagittario A*. VII. Polarizzazione dell'Anello, The Astrophysical Journal Letters (2024), DOI:10.3847/2041-8213/ad2df0
Ricarte A. et al, "Risultati del primo telescopio Event Horizon Sagittarius A*. VIII. Interpretazione fisica dell'anello polarizzato," The Astrophysical Journal Letters (2024), DOI:10.3847/2041-8213/ad2df1
Informazioni sul giornale: Lettere del diario astrofisico
Fornito dal Centro di Astrofisica Harvard-Smithsonian
