Il gigantesco buco nero di Galaxy M87 spara getti a velocità quasi leggera

Il primo (e unico) buco nero a cui è mai stata scattata un'istantanea dalla Terra, emette vasti getti di plasma che viaggiano vicino alla velocità della luce, secondo nuovi modelli di computer.

Il buco nero si trova a 55 milioni di anni luce dalla Terra, nella costellazione della Vergine si trova la galassia Messier 87, o M87, che ospita al suo interno un buco nero 6,5 miliardi di volte la massa del nostro Sole. Nel 2019, una collaborazione di ricerca internazionale chiamata Event Horizon Telescope ha ripreso il buco nero, la prima immagine in assoluto del suo genere.

Il buco nero in M87 spara un getto relativistico, o un getto di plasma, verso l'esterno a una velocità prossima a quella della luce. In un nuovo studio, un team internazionale di ricercatori ha raccolto nuove intuizioni sul buco nero e sul suo getto modellandolo con dettagli incredibili con i computer.

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Il team ha utilizzato simulazioni tridimensionali di supercomputer per modellare la regione del buco nero M87 e il suo disco di accrescimento, un disco di gas, plasma e varie particelle che circonda e alimenta un buco nero. Hanno preso in considerazione le temperature, la densità della materia e i campi magnetici che potrebbero esistere con questo buco nero sulla base delle osservazioni esistenti.

Ciò ha aiutato i ricercatori a creare un modello computerizzato della regione del buco nero, che hanno utilizzato per tracciare e studiare il movimento dei fotoni, o particelle di luce, nel getto del buco nero. Hanno quindi tradotto questi dati di tracciamento dei fotoni dal modello del computer in immagini radio e li hanno confrontati con le osservazioni della vita reale del buco nero.

Hanno scoperto che il loro modello al computer corrispondeva bene ai dati della vita reale raccolti da radiotelescopi e satelliti, dando la certezza che il loro modello fosse una rappresentazione abbastanza accurata della regione del buco nero.

"Il nostro modello teorico dell'emissione elettromagnetica e della morfologia del getto di M87 corrisponde sorprendentemente bene con le osservazioni negli spettri radio, ottico e infrarosso", ha affermato l'autore principale dello studio, Alejandro Cruz-Osorio dell'Istituto di Fisica Teorica dell'Università di Goethe, in una dichiarazione .

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Ora, mentre i ricercatori sono stati in grado di studiare e osservare il buco nero in M87 (soprattutto grazie all'immagine creata nel 2019), rimangono ancora le domande su come possa essere un getto relativistico così potente e su come rimanga stabile, sparando a distanze immense in Questa Rete.

Secondo Cruz-Osorio, i dati raccolti sul getto del buco nero dal loro modello al computer mostrano come potrebbe funzionare il getto. "Ci dice che il buco nero supermassiccio M87* è probabilmente altamente rotante e che il plasma è fortemente magnetizzato nel getto, accelerando le particelle su scale di migliaia di anni luce", ha detto.

Il co-autore Luciano Rezzolla, anche ricercatore presso l'Istituto di Fisica Teorica dell'Università di Goethe, ha aggiunto che, oltre a far progredire la nostra comprensione del buco nero M87, le immagini radiofoniche del team e la simulazione al computer sono in linea con le previsioni fatte dalla teoria di Einstein relatività generale .

"Il fatto che le immagini che abbiamo calcolato siano così vicine alle osservazioni astronomiche è un'altra importante conferma che la teoria della relatività generale di Einstein è la spiegazione più precisa e naturale per l'esistenza di buchi neri supermassicci al centro delle galassie", ha detto Rezzolla. "Anche se c'è ancora spazio per spiegazioni alternative, i risultati del nostro studio hanno reso questa stanza molto più piccola".

Questo lavoro è stato pubblicato il 4 novembre sulla rivista (si apre in una nuova scheda) Nature Astronomy.

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