Ecco! Questa è la prima foto del mostro buco nero della Via Lattea Sagittario a*

L'Event Horizon Telescope ha catturato una prima immagine storica del buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia.

L'immagine, scattata alla luce di onde radio submillimetriche, conferma l'esistenza di un buco nero nel cuore della Via Lattea che si nutre di un rivolo di idrogeno gassoso.

"Finora non avevamo l'immagine diretta per dimostrare che questo gigante gentile al centro della nostra galassia è un buco nero", ha detto Feryal zel, astrofisico dell'Università dell'Arizona, durante una conferenza stampa tenutasi dalla National Science Foundation Giovedì (12 maggio). "Mostra un anello luminoso che circonda l'oscurità e il segno rivelatore dell'ombra del buco nero".

Un'immagine del buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea, un colosso soprannominato Sagittario A*, rivelata dall'Event Horizon Telescope il 12 maggio 2022. (Credito immagine: collaborazione Event Horizon Telescope)

"Questo è un risultato sbalorditivo", ha detto a This Web.com Ryan Hickox, un astrofisico del Dartmouth College che non è un membro del team EHT. "Penso di parlare a nome di un gran numero di miei colleghi di astronomia quando dico quanto siamo straordinariamente grati".

Nel 2019, l'Event Horizon Telescope (EHT) ha fatto notizia quando è riuscito a produrre la prima immagine in assoluto dell'orizzonte degli eventi di un buco nero, in particolare il buco nero al centro della galassia ellittica attiva Messier 87 . Nello stesso momento in cui ha raccolto i dati che sono diventati quell'immagine, l'EHT ha anche eseguito osservazioni di Sagittarius A* , che è il nome dato al buco nero supermassiccio della Via Lattea. Tuttavia, produrre un'immagine del Sagittario A* si è rivelato più difficile che per M87.

Per prima cosa, l'atmosfera carica d'acqua della Terra può assorbire le onde radio submillimetriche su cui si basa l'EHT. Inoltre, gas e polvere nei 27.000 anni luce intermedi tra noi e il Sagittario A* possono disperdere le onde submillimetriche e offuscare l'immagine. Infine, mentre il buco nero di M87 ha un appetito vorace e appare luminoso perché sta consumando molto gas, il flusso di materiale sul Sagittario A* è molto più debole, il che significa che è molto più debole.

"Raggiungere questa immagine non è stato un viaggio facile", ha detto zel. "Ci sono voluti diversi anni per perfezionare l'immagine e confermare ciò che aveva".

I buchi neri sono gli oggetti più densi dell'universo e la loro gravità è irresistibile, al punto che entro una certa distanza da un buco nero nemmeno la luce può sfuggire. Gli scienziati chiamano questo "punto di non ritorno" l'orizzonte degli eventi.

L'EHT è in grado di vedere la luce, sotto forma di onde radio, dal gas caldo che vortica intorno al bordo dell'orizzonte degli eventi. Il buco nero si nutre del materiale nel suo ambiente circostante, che si tratti di nubi di gas, asteroidi o persino stelle che potrebbero vagare troppo vicino ed essere dilaniate dalle maree gravitazionali.

Tuttavia, il Sagittario A* sta morendo di fame.

"Vediamo solo un rivolo di materiale che arriva fino al buco nero", ha detto l'astrofisico di Harvard Michael Johnson durante la conferenza stampa della NSF. "In termini umani, sarebbe come mangiare un solo chicco di riso ogni milione di anni".

Il motivo per cui l'accumulo di gas sul Sagittario A* è così lento è stato un enigma per molti anni, ha detto a This Web.com il premio Nobel Andrea Ghez , un astrofisico dell'Università della California, a Los Angeles. "Ci sono molti misteri associati al flusso di accrescimento, in termini di perché è così debole", ha aggiunto.

Un collage mostra la prima immagine del buco nero al centro della Via Lattea nella sua posizione nel cielo. (Credito immagine: ESO/Jos Francisco Salgado (josefrancisco.org), collaborazione EHT)

Ghez ha condiviso il Premio Nobel per la Fisica 2020 per aver misurato la massa del Sagittario A* osservando i movimenti delle stelle in orbita vicino ad esso. Ghez e il suo team hanno calcolato una massa che era 4,3 milioni di volte la massa del nostro sole .

Poiché la dimensione dell'orizzonte degli eventi è collegata alla massa del buco nero, è stato quindi possibile fare una previsione, ha detto Ghez. "Il potere dell'imaging dell'anello del buco nero è che, se conosci la massa e la distanza dal buco nero, in altre parole, la dimensione dell'orizzonte degli eventi, puoi usarla per confrontarla con la teoria".

La nuova immagine mostra che la dimensione dell'orizzonte degli eventi del Sagittario A* è di 51,8 microarcosecondi nel cielo.

"La nostra immagine è in stretto accordo con le previsioni teoriche", ha detto zel, che l'ha descritta come la più grande prova della teoria della relatività generale di Einstein mai realizzata, osservando che la teoria è stata superata a pieni voti.

"È un ottimo laboratorio per cercare di capire come funziona la gravità in prossimità di un buco nero supermassiccio", ha detto Ghez.

Un confronto tra le viste dell'Event Horizon Telescope dei buchi neri al centro della galassia M87, a sinistra, e di quello nella Via Lattea, a destra. (Credito immagine: collaborazione EHT)

Più incerte sono le nostre spiegazioni per la turbolenza vista nell'anello del gas. Il buco nero di M87 è molto più grande del Sagittario A*, e quindi ci vogliono giorni prima che i cambiamenti diventino evidenti, mentre il Sagittario A* è molto più piccolo e, mentre il materiale si agita intorno ad esso, la luminosità dell'anello può cambiare in pochi minuti.

"È pieno di attività, gorgoglia sempre di energia turbolenta", ha detto Johnson dell'anello attorno all'orizzonte degli eventi.

Per cercare di spiegare cosa stavano vedendo, il team EHT, composto da oltre 300 ricercatori in 80 istituzioni, ha eseguito più di 5 milioni di simulazioni di supercomputer per cercare di trovarne uno che corrispondesse a ciò che hanno osservato.

"Ci sono rimaste solo una manciata di simulazioni che condividono le caratteristiche che osserviamo, ma nessuna spiega tutte le caratteristiche", ha detto Johnson. In particolare, tutte le simulazioni prevedevano una variabilità maggiore e più rapida di quella effettivamente vista e potrebbero riguardare il modo in cui il gas si sta accumulando sull'anello o come i campi magnetici interagiscono con quell'afflusso.

Reagendo all'immagine, Hickox ha affermato che "è semplicemente straordinario vedere un'immagine del buco nero che conosciamo meglio, vedere l'anello e misurare la dimensione dell'ombra con la stessa precisione di loro".

Inoltre, questa immagine del Sagittario A* può ora fungere da modello per altri buchi neri quiescenti nell'universo.

"Questo buco nero è più tipico dell'insieme generale di buchi neri nell'universo rispetto a quello di M87", ha detto Hickox. Se dovessi solo scattare una foto di un buco nero supermassiccio casuale in una galassia da qualche parte nell'universo, allora questo è come sarebbe".

Questa immagine del Sagittario A*, e del buco nero in M87 prima di esso, è stata resa possibile grazie alla magia di una tecnica nota come Very Long Baseline Interferometry, che consente agli astronomi di combinare i dati dei radiotelescopi di tutto il mondo come se erano un grande telescopio, rendendo di fatto l'EHT il più grande telescopio sulla Terra.

Al momento in cui sono state effettuate le osservazioni, la rete era composta da otto telescopi (di cui uno, il South Polar Telescope, che era troppo a sud per studiare M87), anche se da allora ne sono stati aggiunti altri tre. La configurazione a otto telescopi significa che la linea di base massima dell'EHT, equivalente all'apertura di un telescopio per l'osservazione del Sagittario A*, era di 6.650 miglia (10.700 chilometri) di diametro.

Le osservazioni future si concentreranno ora sull'ottenere immagini più nitide per comprendere meglio la fisica della turbolenza nell'anello attorno al buco nero, nonché come il buco nero influisce sull'ambiente della galassia che lo circonda.

"Questo ci sta spingendo a fare misurazioni ancora migliori e immagini più nitide", ha affermato Johnson.

Il Sagittario A* e il buco nero in M87 erano i primi due bersagli dell'EHT a causa delle loro dimensioni angolari relativamente grandi nel cielo. I buchi neri supermassicci in altre galassie appaiono molto più piccoli nel cielo, al di là persino delle capacità dell'EHT di immaginare il loro orizzonte degli eventi. Per poterlo fare sarebbe necessario un allungamento della linea di base, cioè allargare l'apertura dell'EHT tra i due punti più ampi della rete dell'EHT. In questo senso, la risoluzione che l'EHT può raggiungere è limitata dalle dimensioni della Terra, ma Hickox dice che ci sono possibilità oltre la Terra.

"Ho sentito parlare della possibilità di avere un'aggiunta This Web-based all'EHT, che aumenterebbe significativamente la risoluzione angolare complessiva", ha detto a This Web.com. "Sarebbe un emozionante passo avanti".

Nota del redattore : questa storia è stata aggiornata alle 10:45 e alle 13:20 ET per includere ulteriori informazioni sulla scoperta. Seguici su Twitter @ Spacedotcom e su Facebook .

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