Supermassivo e supersonico

(ASI) – Primo articolo scientifico per SRT, il Sardinia Radio Telescope finanziato dal Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca, dall’Agenzia Spaziale Italiana e dalla Regione Autonoma della Sardegna, ed operato dall’Istituto Nazionale di Astrofisica. Sta infatti per essere pubblicato sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society il primo lavoro ottenuto grazie ai dati raccolti dalla sua parabola da 64 metri di diametro e dalla sua strumentazione d’avanguardia. Obiettivo delle osservazioni di SRT, guidate da un team di scienziati dell’INAF a cui hanno collaborato ricercatori dell’Università di Cagliari, è stato un buco nero supermassivo: una inedita immagine radio ci mostra questo oggetto che avanza ad altissima velocità verso il centro di un remoto ammasso di galassie noto come 3C129. Immagine di 3C129 in luce polarizzata ottenuta con  SRT a 6.6 GHz. La lunghezza dei segmenti in bianco è proporzionale alla percentuale di polarizzazione mentre il loro orientamento rappresenta l'angolo di polarizzazione delle onde radio.

Il buco nero domina il nucleo di un galassia ellittica distante circa 300 milioni di anni luce dalla Terra. La coppia si trova in “rotta di collisione” con un vicino ammasso di galassie, trascinata dalla forza di gravità generata dalla imponente concentrazione di materia oscura, galassie e gas caldo. Le immagini radio rivelano che il buco nero sta attivamente accrescendo materia dal mezzo circostante. Parte di questo materiale non precipita nel buco nero ma viene espulsa lungo due getti di plasma, formando una spettacolare scia radio molto più lunga ed estesa della stessa galassia.

“Il fenomeno è simile in parte alle scie di condensazione prodotte dagli aerei”, spiega Matteo Murgia, ricercatore INAF presso l’Osservatorio Astronomico di Cagliari e primo autore dello studio. “Nel caso di getti associati al buco nero, il ‘carburante incombusto’ consiste di campi magnetici e di elettroni di altissima energia che si raffreddano emettendo onde radio. Confrontando le nuove immagini ottenute da SRT con quelle di altri radiotelescopi abbiamo ottenuto per la prima volta una vera e propria mappa di età di questa radiosorgente, concludendo che il buco nero sta avanzando nello spazio ad una velocità supersonica”. Sulla superficie della Terra, la velocità del suono è pari a 1.200 km/h, mentre nell’ atmosfera dell’ammasso di galassie che circonda il buco nero, un gas ultra rarefatto ad una temperatura di decine di milioni di gradi Kelvin, la velocità del suono è pari a 4 milioni di km/h. Il buco nero supera questa velocità limite di 1,5 volte.

“Una ulteriore peculiarità di questo buco nero – spiega ancora Matteo Murgia – è la presenza, davanti alla galassia, di un fronte d’urto simile a quello che precede un jet militare supersonico. Con una certa sorpresa abbiamo constatato che la velocità da noi misurata è esattamente quella che era stata precedentemente teorizzata per giustificare la presenza dell’onda d’urto”.

Grazie a SRT è anche possibile osservare il cielo radio in luce polarizzata. Il grado di polarizzazione di un’onda radio è una importante sorgente di informazioni per gli astronomi: può indicare infatti la forza e l’orientamento dei campi magnetici astrofisici. In prossimità del buco nero il flusso di plasma è turbolento e caotico, ma lungo la scia il flusso del plasma diventa più regolare e il livello di polarizzazione aumenta progressivamente, rivelando campi magnetici altamente ordinati.

L’articolo scientifico online:

Sardinia Radio Telescope wide-band spectral-polarimetric observations of the galaxy cluster 3C 129

Supermassivo e supersonico