Osservati getti di buchi neri i più grandi mai visti

Gli astronomi hanno individuato la più grande coppia di getti di buchi neri mai vista, che si estende per 23 milioni di anni luce di lunghezza totale. Ciò equivale ad allineare 140 galassie della Via Lattea una dietro l’altra.

 

 

Gli astronomi hanno individuato la più grande coppia di getti di buchi neri mai vista, che si estende per 23 milioni di anni luce di lunghezza totale. Ciò equivale ad allineare 140 galassie della Via Lattea una dietro l’altra.

“Questa coppia non ha solo le dimensioni di un sistema solare o di una Via Lattea; stiamo parlando di 140 diametri della Via Lattea in totale”, afferma Martijn Oei, borsista post-dottorato del Caltech e autore principale del nuovo studio.

“La Via Lattea sarebbe un piccolo punto in queste due gigantesche eruzioni”.

Lo studio, che include i dati dell’Osservatorio WM Keck di Maunakea, nelle Hawaii, è stato pubblicato online sulla rivista Nature e sulla copertina del numero cartaceo del 9 settembre.

La megastruttura a getto, soprannominata Porfirio in onore di un gigante della mitologia greca, risale a un periodo in cui il nostro universo aveva 6,3 miliardi di anni, ovvero meno della metà della sua età attuale di 13,8 miliardi di anni.

Questi feroci flussi, con una potenza totale equivalente a trilioni di soli, sparano dall’alto e dal basso di un buco nero supermassiccio nel cuore di una galassia remota.

Prima della scoperta di Porfirione, il più grande sistema a getto confermato era Alcioneo, che prende il nome da un gigante della mitologia greca.

Scoperto nel 2022 dallo stesso team che ha trovato Porfirio, si estende per circa 100 vie lattee. Per fare un confronto, i ben noti getti Centaurus A, il sistema di getti più vicino alla Terra, si estendono su 10 vie lattee.

L’ultima scoperta suggerisce che questi sistemi a getto gigante potrebbero aver avuto un’influenza maggiore sulla formazione delle galassie nell’universo giovane di quanto si credesse in precedenza.

Porfirio esisteva durante un’epoca primordiale in cui i filamenti sottili che collegano e alimentano le galassie, noti come rete cosmica, erano più vicini tra loro di quanto non lo siano ora.

Ciò significa che getti enormi come Porfirio hanno raggiunto una porzione maggiore della rete cosmica rispetto ai getti nell’universo locale.

“Gli astronomi credono che le galassie e i loro buchi neri centrali co-evolvano, e un aspetto chiave di questo è che i getti possono diffondere enormi quantità di energia che influenzano la crescita delle loro galassie ospiti e di altre galassie vicine a loro”, afferma il co-autore George Djorgovski, professore di astronomia e scienza dei dati al Caltech.

“Questa scoperta dimostra che i loro effetti possono estendersi molto più lontano di quanto pensassimo”.

IN AGGUATO NEL PASSATO

Per trovare la galassia da cui ha avuto origine Porfirio, il team ha utilizzato il Giant Metrewave Radio Telescope in India insieme ai dati ausiliari di un progetto chiamato Dark Energy Spectroscopic Instrument, che opera dal Kitt Peak National Observatory in Arizona.

Le osservazioni hanno individuato la casa dei getti in una galassia pesante circa 10 volte più massiccia della nostra Via Lattea.

Il team ha poi utilizzato l’Osservatorio Keck per dimostrare che Porfirio si trova a 7,5 miliardi di anni luce dalla Terra.

“Fino ad ora, questi sistemi a getto gigante sembravano essere un fenomeno dell’universo recente”, dice Oei.

“Se getti distanti come questi possono raggiungere le dimensioni della rete cosmica, allora ogni luogo dell’universo potrebbe essere stato influenzato dall’attività dei buchi neri ad un certo punto nel tempo cosmico”, dice Oei.

Il Low Resolution Imaging Spectrometer (LRIS) del Keck Observatory ha anche rivelato che Porfirio è emerso da quello che viene chiamato un buco nero attivo in modalità radiativa, al contrario di uno che si trova in uno stato di modalità jet.

Quando i buchi neri supermassicci diventano attivi, in altre parole, quando le loro immense forze di gravità tirano e riscaldano il materiale circostante, si pensa che emettano energia sotto forma di radiazioni o getti.

I buchi neri in modalità radiativa erano più comuni nell’universo giovane o distante, mentre quelli in modalità jet sono più comuni nell’universo attuale.

Il fatto che Porfirio provenisse da un buco nero in modalità radiativa è stata una sorpresa perché gli astronomi non sapevano che questa modalità potesse produrre getti così grandi e potenti.

Inoltre, poiché Porfirio si trova nell’universo distante dove abbondano i buchi neri in modalità radiativa, la scoperta implica che potrebbero esserci ancora molti getti colossali da trovare.

MISTERI IN CORSO

Non è ancora chiaro come i getti possano estendersi così lontano oltre le loro galassie ospiti senza destabilizzarsi.

“Il lavoro di Martijn ci ha dimostrato che non c’è nulla di particolarmente speciale negli ambienti di queste sorgenti giganti che le induce a raggiungere quelle grandi dimensioni”, dice Hardcastle, che è un esperto di fisica dei getti dei buchi neri.

“La mia interpretazione è che abbiamo bisogno di un evento di accrescimento insolitamente lungo e stabile attorno al buco nero supermassiccio centrale per consentirgli di essere attivo per così tanto tempo – circa un miliardo di anni – e per garantire che i getti continuino a puntare nella stessa direzione per tutto quel tempo. Quello che stiamo imparando dal gran numero di giganti è che questo deve essere un evento relativamente comune”.

Come passo successivo, Oei vuole capire meglio come queste megastrutture influenzano l’ambiente circostante. I getti diffondono raggi cosmici, calore, atomi pesanti e campi magnetici in tutto lo spazio tra le galassie.

Oei è specificamente interessato a scoprire fino a che punto i getti giganti diffondono il magnetismo.

“Il magnetismo sul nostro pianeta permette alla vita di prosperare, quindi vogliamo capire come è nata”, dice.

“Sappiamo che il magnetismo pervade la rete cosmica, poi si fa strada nelle galassie e nelle stelle, e infine nei pianeti, ma la domanda è: da dove inizia? Questi getti giganti hanno diffuso il magnetismo in tutto il cosmo?”

Credito immagine: E. Wernquist / D. Nelson (IllustrisTNG Collaboration) / M. Oei