Gli astronomi catturano un’enorme eruzione vulcanica di un buco nero vicino alla Terra che si estende 16 volte la luna piena nel cielo

Centaurus A è una galassia ellittica gigante attiva distante 12 milioni di anni luce. Al suo centro c’è un buco nero con una massa di 55 milioni di soli. Questa immagine mostra la galassia a lunghezze d’onda radio, rivelando enormi lobi di plasma che si estendono ben oltre la galassia visibile, occupando solo un piccolo punto al centro dell’immagine. I punti sullo sfondo non sono stelle, ma radiogalassie molto simili a Centaurus A, a distanze molto maggiori. Crediti: Ben McKinley, ICRAR/Curtin e Conor Matherne, Louisiana State University

Gli astronomi hanno prodotto il quadro più completo delle emissioni radio dalla massa di mangime attiva più vicina Buco nero a terra.

Questa emissione è innescata da un buco nero centrale nella galassia Centaurus A, distante circa 12 milioni di anni luce.

Quando un buco nero si nutre di gas in caduta, espelle materiale quasi alla velocità della luce, causando la crescita di «bolle radio» per centinaia di milioni di anni.

Vista dalla Terra, l’eruzione del Centauro A si estende ora di otto gradi nel cielo, la lunghezza di 16 lune piene affiancate.

Scattata con il telescopio Murchison Widefield Array (MWA) nell’entroterra dell’Australia occidentale.

Centaurus A è una galassia ellittica gigante attiva distante 12 milioni di anni luce. Al suo centro c’è un buco nero con una massa di 55 milioni di soli. Questa immagine composita mostra la galassia e lo spazio intergalattico circostante a diverse lunghezze d’onda. Il radioplasma è mostrato in blu e sembra interagire con i gas caldi che emettono raggi X (arancione) e l’idrogeno neutro freddo (viola). Le nuvole di Halpha (rosse) appaiono anche sopra la porzione ottica principale della galassia che si trova tra i due punti radio più luminosi. Lo «sfondo» appare in lunghezze d’onda ottiche, mostrando le stelle nella nostra galassia della Via Lattea che sono già in primo piano. Credito: Connor Matherne, Louisiana State University (Optical/Halva), Kraft et al. (raggi X), Struve et al. (Ciao), Ben McKinley, ICRAR/Kurten. (Radio)

La ricerca è stata pubblicata sulla rivista il 22 dicembre 2021 Astronomia naturale.

L’autore principale, il dott. Benjamin McKinley, della Curtin University Node, International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR), ha detto che l’immagine rivela nuovi dettagli sorprendenti sull’emissione radio dalla galassia.

«Queste onde radio provengono dalla materia che viene assorbita nel buco nero supermassiccio al centro della galassia», ha detto.

“Forma un disco attorno al buco nero e quando la materia si separa vicino al buco nero, si formano potenti getti su entrambi i lati del disco, espellendo la maggior parte del materiale nello spazio, a distanze forse superiori a un milione di anni luce.

«Le precedenti osservazioni radio non erano in grado di far fronte all’estrema luminosità dei getti e i dettagli della regione più ampia intorno alla galassia erano distorti, ma la nostra nuova immagine supera queste limitazioni».

Video che mostra la galassia radioattiva, Centaurus A, che ospita il buco nero più vicino che alimenta attivamente la Terra. Il video mostra la dimensione apparente della galassia alla luce, raggi X e lunghezze d’onda submillimetriche dalla Terra rispetto alla Luna. Viene quindi rimpicciolito per mostrare l’enorme estensione delle bolle circostanti che si osservano alle lunghezze d’onda radio. Gli astronomi hanno prodotto il quadro più completo delle emissioni radio dal buco nero supermassiccio più vicino che alimenta la Terra.

Centaurus A è la radiogalassia più vicina alla nostra galassia via Lattea.

«Possiamo imparare molto da Centaurus A in particolare, solo perché è così vicino e possiamo vederlo in modo così dettagliato», ha affermato il dott. McKinley.

“Non solo alle lunghezze d’onda radio, ma anche a tutte le altre lunghezze d’onda della luce.

«In questa ricerca, siamo stati in grado di combinare osservazioni radio con dati ottici e a raggi X, per aiutarci a comprendere meglio la fisica di questi buchi neri supermassicci».

La tessera 107, o «fuori» come è nota, è una delle 256 tessere di MWA, situata a 1,5 chilometri dal nucleo del telescopio. Piastrelle di illuminazione e il paesaggio antico è la luna. Credito: Pete Wheeler, ICRAR

L’astrofisico Dott. Massimo Gaspari, dell’Istituto Nazionale di Astrofisica, ha affermato che lo studio supporta una nuova teoria nota come «accrescimento freddo caotico» (CCA), che è emersa in vari campi.

«In questo modello, le nubi di gas freddo nell’alone galattico si condensano e cadono sulle regioni centrali, alimentando il buco nero supermassiccio», ha detto.

«Come risultato di questa pioggia, il buco nero interagisce potentemente rilasciando energia attraverso getti radio che gonfiano gli incredibili lobi che vediamo nell’immagine MWA», ha concluso il dott.

Il dottor McKinley ha detto che la galassia sembra essere più luminosa al centro, dove è più attiva e c’è molta energia.

«Allora sarà più debole quando te ne andrai, perché l’energia è persa e le cose si sono sistemate», ha detto.

«Ma ci sono caratteristiche interessanti in cui le particelle cariche accelerano e interagiscono con forti campi magnetici».

Il direttore dell’MWA, il professor Stephen Tingay, ha affermato che la ricerca è stata possibile grazie al campo visivo estremamente ampio del telescopio, alla posizione superba della radio silenziosa e all’eccellente sensibilità.

«MWA è un precursore dello Square Kilometer Array (SKA), un’iniziativa globale per costruire i più grandi radiotelescopi del mondo nell’Australia occidentale e in Sudafrica», ha affermato.

«L’ampio campo visivo e, di conseguenza, l’enorme quantità di dati che possiamo raccogliere, significa che il potenziale di rilevamento di ogni osservazione MWA è molto alto. Ciò rappresenta un grande passo avanti verso uno SKA più ampio».

Riferimento: «Feedback multiscala e feed in the Closest Radio Galaxy Centaurus A» di B. McKinley, S. J. Tingay, M. Gaspari, R. P. Kraft, C. Matherne, A. R. Offringa, M. McDonald, MS Calzadilla, S. Veilleux, SS Shabala , SDJ Gwyn, J. Bland-Hawthorn, D. Crnojević, BM Gaensler e M. Johnston-Hollitt, 22 dicembre 2021, disponibile qui. astronomia naturale.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01553-3

Il Murchison Widefield Array è un MWA gestito e gestito dalla Curtin University per conto di un consorzio internazionale, con sede presso il Murchison Radio Astronomy Observatory nell’Australia occidentale. L’osservatorio è gestito dal CSIRO, l’agenzia scientifica nazionale australiana, ed è stato istituito con il sostegno dei governi australiano e dell’Australia occidentale. Riconosciamo che i Wajarri Yamatji sono i tradizionali proprietari del sito dell’osservatorio.

Il Pawsey Supercomputing Research Center di Perth, una struttura di supercalcolo Tier 1 finanziata a livello nazionale, ha aiutato a memorizzare ed elaborare le note MWA utilizzate in questa ricerca.