James Webb Questo telescopio web studierà Monster Black Hole di Milky Way

Gli astronomi avevano bisogno di un telescopio delle dimensioni della Terra per visualizzare il mostro buco nero al centro della Via Lattea e la prossima volta che affronteranno le continue osservazioni, avranno l'aiuto dell'osservatorio di prossima generazione della NASA in This Web.

Il James Webb This Web Telescope , noto anche come JWST o Webb, è stato lanciato nel dicembre 2021 e sta concludendo i preparativi per iniziare a osservare l'universo. Tra le attività previste per il primo anno di lavoro del nuovo osservatorio c'è la collaborazione con l' Event Horizon Telescope (EHT), la serie globale di osservatori che ha pubblicato la prima foto in assoluto di un buco nero nell'aprile 2019.

L'EHT ha ripetuto l'impresa a maggio, quando ha rilasciato la prima immagine del Sagittario A* , il buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia, la Via Lattea , a maggio, rivelando un anello d'oro grumoso, sfocato e su uno sfondo nero.

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Uno degli innumerevoli scienziati in attesa di vedere quell'immagine era Farhad Yusef-Zadeh, un astronomo della Northwestern University nell'Illinois. È stato particolarmente coinvolto nel lavoro dell'EHT su Sagittarius A* perché, all'inizio di quest'anno, gli è stato assegnato del tempo prezioso su JWST per osservare il mostro buco nero.

L'immagine non ha deluso. "E' stata una bella sorpresa", ha detto a This Web.com.

"Ho pensato che l'immagine sarebbe stata un po' più disordinata a causa della variabilità del Sagittario A*", ha detto. "Sembra piuttosto buono, di sicuro per una prima immagine."

Il Sagittario A* è un oggetto difficile da studiare perché oltre a tutti i soliti vincoli di un buco nero, le macchie lungo il suo orizzonte degli eventi sparano improvvisamente particelle quasi alla velocità della luce. (L'orizzonte degli eventi di un buco nero è il punto oltre il quale nulla, nemmeno la luce, può sfuggire.) Questi bagliori possono verificarsi quattro o cinque volte al giorno, rendendo il Sagittario A* una bestia particolarmente mutevole.

"Questi hotspot fondamentalmente si accendono e si accendono all'improvviso", ha detto Yusef-Zadeh. "È come un fuoco d'artificio, essenzialmente, e dura circa mezz'ora. A volte si uniscono; hai più fuochi d'artificio, contemporaneamente o uno dopo l'altro."

Ma la meccanica dei razzi stessi è un mistero.

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)

"Non sappiamo ancora come vengono prodotti i razzi", ha detto Yusef-Zadeh. "I bagliori sono particelle come le particelle di raggi cosmici che si stanno muovendo vicino alla velocità della luce . Qualcosa deve averli davvero accelerati per avvicinarsi alla velocità della luce, e ancora non sappiamo quale sia".

Ogni bagliore è visibile per la prima volta nella luce infrarossa, ma nel tempo il segnale si estende in quella che gli astronomi chiamano radiazione submillimetrica. E guarda caso, è la radiazione submillimetrica che l'Event Horizon Telescope raccoglie per realizzare le immagini del suo buco nero, il che significa che gli scienziati dell'EHT stanno rilevando il segnale del buco nero sottostante e quello del bagliore.

"Questa è la cosa peggiore che può accadere all'imaging di un buco nero, perché non vuoi osservare una sorgente variabile", ha detto Yusef-Zadeh. "È necessario eliminare la componente variabile per costruire davvero un'immagine corretta della fonte stessa".

È qui che entra in gioco Webb.

JWST apporta diversi punti di forza alla collaborazione. In orbita attorno a un punto a circa 1 milione di miglia (1,5 milioni di chilometri) dalla Terra , non c'è tempo nuvoloso che interferisca con le osservazioni. E il punto di osservazione lontano, insieme all'enorme parasole dell'osservatorio, mantiene i suoi strumenti abbastanza freddi da poter studiare la luce infrarossa. Inoltre, Webb vanta due strumenti in grado di raccogliere contemporaneamente dati in due diversi tipi di luce infrarossa.

"Avere la capacità di osservare simultaneamente gli eventi divampati nel vicino e nel medio infrarosso per quanto ne so non è mai stato fatto prima", ha detto Yusef-Zadeh. Le continue osservazioni a entrambe le lunghezze d'onda dovrebbero consentire agli scienziati di distinguere tra Sagittario A* e i suoi bagliori. "È come due telescopi, in pratica, che osservano contemporaneamente".

The Hubble This Web Telescope ha studiato la regione intorno al Sagittario A* alla luce infrarossa per produrre questa immagine, pubblicata nel 2009. (Credito immagine: NASA, ESA, STScI, Q. Daniel Wang (UMass))

(Il venerabile Hubble This Web Telescope della NASA ha studiato il Sagittario A* nell'infrarosso. Ma Hubble può monitorare solo una lunghezza d'onda alla volta e osserva in blocchi della durata di soli 45 minuti mentre passa tra il giorno e la notte nell'orbita terrestre.)

A causa della partnership con l'EHT, il team di Yusef-Zadeh è soggetto ai vincoli di programmazione del programma, che in genere conduce le sue osservazioni per circa una settimana a marzo o aprile per puntare al tempo più promettente. La campagna della prossima primavera è provvisoriamente programmata per aprile 2023, ha detto, quando JWST trascorrerà 25 ore a studiare il buco nero supermassiccio.

Indipendentemente dalle osservazioni EHT, Yusef-Zadeh ha affermato che si aspetta che le osservazioni Webb dei bagliori insegnino agli scienziati molto su come funzionano queste caratteristiche.

Ma il Sagittario A* si accenderà mentre Webb lo sta guardando? Yusef-Zadeh pensa che le probabilità favoriscano la sua squadra. "Ho la sensazione che avere due giorni sia buono, e se non funziona, torni l'anno successivo", ha detto. "Ci riproveremo, non è un affare unico".

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E anche se JWST non riesce a catturare un bagliore, le osservazioni saranno comunque preziose, ha sottolineato, data la partnership con l'Event Horizon Telescope. "Ad alcune persone potrebbe piacere davvero che non ci siano bagliori, il che significa che l'imaging sarà abbastanza buono, quindi non interferirà affatto con l'imaging EHT", ha detto.

Alla fine, ha detto, prenderà tutte le osservazioni che ottiene. "È un buco nero. Può fare quello che vuole."

Invia un'e-mail a Meghan Bartels a [email protected] o seguila su Twitter @ meghanbartels . Seguici su Twitter @ Spacedotcom e su Facebook .

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