21 ore fa
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Per la prima volta è stata scattata un'immagine radio che mostra due buchi neri supermassicci in orbita l'uno attorno all'altro, confermando una previsione su un fenomeno finora osservato soltanto indirettamente.
Il quadro astronomico prende forma nel quasar OJ287, distante circa 5 miliardi di anni luce dalla Terra nella costellazione del Cancro. I quasar sono nuclei galattici estremamente attivi, alimentati da buchi neri supermassicci che divorano gas e polveri, riscaldando il materiale al punto da emettere radiazioni molto intense.
Alta risoluzione. L'immagine radio è stata ottenuta combinando le osservazioni di radiotelescopi terrestri con quelle del satellite russo RadioAstron (Spektr-R), ora non più operativo, la cui orbita si estendeva fino a circa metà strada verso la Luna. Questo ha permesso risoluzioni fino a 100.000 volte superiori a quelle delle immagini ottiche convenzionali.
Davide vs Golia. Nel dettaglio si osserva che il buco nero più grande ha una massa stimata in circa 18 miliardi di volte quella del Sole, mentre il compagno, molto più piccolo, pesa circa 150 milioni di masse solari.
Il sistema segue un'orbita di 12 anni; questo periodo era già noto sin dagli anni '80, quando si notò una variazione regolare nella luminosità del quasar, interpretata proprio come effetto della presenza di due corpi in orbita, ma non si riusciva a differenziare uno dall'latro. Tra l'altro va ricordato che il quasar OJ287 è sotto osservazione da oltre un secolo, tant'è che vi sono lastre fotografiche di fine Ottocento che lo raffiguravano.
La danza. «Uno dei risultati più visibili riguarda il getto di particelle — o "jet" — emesso dal buco nero più piccolo, che appare "attorcigliato", come un tubo da giardino ruotante, a causa del suo rapido moto orbitale attorno al compagno più massiccio», spiega Mauri Valtoren dell'Università di Turku (in Finlandia) che ha pubblicato la ricerca su The Astrophysical Journal. Quando i ricercatori hanno sovrapposto l'immagine radio ai modelli teorici sviluppati in precedenza, hanno visto che le posizioni dei getti corrispondono a quanto previsto matematicamente: i due corpi appaiono proprio dove si dovevano trovare.
Perché è importante. Finora i sistemi binari di buchi neri erano stati confermati solo in modo indiretto attraverso osservazioni di onde gravitazionali o dalle variazioni di luminosità. Questa è la prima volta che otteniamo una visualizzazione diretta, distinguendo i due oggetti separatamente.
L'osservazione offre un'occasione unica per studiare in tempo reale come i getti radio si evolvono, in particolare il getto "agitando la coda" ("wagging tail") del buco nero secondario.
Questo permetterà di verificare nei prossimi anni i modelli dinamici dell'interazione gravitazionale.
Aspetti ancora aperti. Anche se l'immagine è molto nitida, gli scienziati sottolineano che i getti potrebbero sovrapporsi, il che complicherebbe l'interpretazione: non è escluso che alcune emissioni provengano da regioni molto vicine o addirittura intersecanti. Purtroppo il satellite RadioAstron non è più attivo, perciò ottenere immagini altrettanto risolute in futuro richiederà altre soluzioni tecnologiche o nuove missioni.
Fotogallery La storia delle immagini dei buchi neri
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