Comunicato Stampa

Le osservazioni più dettagliate del materiale in orbita vicino a un buco nero

Lo strumento GRAVITY dell'ESO conferma che l'oggetto al centro della Via Lattea è un buco nero

31 Ottobre 2018

Lo strumento GRAVITY dell'ESO, straordinariamente sensibile, ha aggiunto ulteriori prove alla convinzione di vecchia data che un buco nero supermassiccio si annidi nel cuore della Via Lattea. Nuove osservazioni mostrano grumi di gas che ruotano intorno al nucleo a una velocità pari a circa il 30% di quella della luce, su un'orbita circolare appena al di fuori dall'orizzonte degli eventi - è la prima volta che si osserva materiale in orbita vicino al punto di non ritorno, con le osservazioni più dettagliate di sempre di materiale in orbita così vicina a un buco nero.

Lo strumento GRAVITY dell'ESO installato sul VLTI (l'interferometro del Very Large Telescope) è stato usato dai ricercatori di un consorzio di istituti europei, tra cui l'ESO [1], per osservare lampi di radiazione infrarossa provenienti dal disco di accrescimento intorno a Sagittarius A*, l'oggetto massiccio nel cuore della Via Lattea. I lampi osservati forniscono la conferma, da lungo attesa, che l'oggetto al centro della nostra galassia è veramente, come da lungo ipotizzato, un buco nero supermassiccio. I lampi hanno origine nel materiale che orbita molto vicino all'orizzonte degli eventi del buco nero - rendendo queste le osservazioni più dettagliate mai fatte di materiale in orbita così vicino a un buco nero.

Mentre parte della materia nel disco di accrescimento - la cintura di gas in orbita intorno a Sagittarius A* a velocità relativistiche [2] - può orbitare intorno al buco nero in tutta sicurezza, tutto ciò che si avvicina troppo è destinato a essere attirato al di là dell'orizzonte. Il punto più vicino a un buco nero in cui della materia possa orbitare senza essere irresistibilmente attratta verso l'interno dall'immensa massa è noto come l'orbita stabile più interna, e da qui hanno origine i brillamenti osservati.

"È sconvolgente osservare il materiale che orbita intorno a un buco nero massiccio al 30% della velocità della luce", si meraviglia Oliver Pfuhl, uno scienziato dell'MPE. "La straordinaria sensibilità di GRAVITY ci ha permesso di osservare i processi di accrescimento in tempo reale, con un dettaglio senza precedenti."

Queste misure sono state possibili solo grazie alla collaborazione internazionale e alla strumentazione all'avanguardia utilizzata [3]. Lo strumento GRAVITY che ha reso possibile questo risultato combina la luce di quattro telescopi del VLT dell'ESO per creare un super-telescopio virtuale di 130 metri di diametro ed è già stato utilizzato per sondare la natura di Sagittarius A*.

All'inizio dell'anno, GRAVITY e SINFONI, un altro strumento installato sul VLT, hanno permesso allo stesso gruppo di misurare con precisione il passaggio radente della stella S2 mentre attraversava il campo gravitazionale estremo vicino a Sagittarius A* e per la prima volta ha rivelato gli effetti previsti dalla relatività generale di Einstein in un ambiente così estremo. Durante il passaggio ravvicinato di S2, è stata osservata anche una forte emissione infrarossa.

"Stavamo monitorando S2 da vicino e, naturalmente, teniamo sempre d'occhio Sagittarius A*", spiega Pfuhl. "Durante le nostre osservazioni, siamo stati abbastanza fortunati da notare tre  lampi brillanti provenienti dal buco nero - una coincidenza fortunata!"

Questa emissione, da elettroni molto energici e molto vicini al buco nero, era visibile come tre brillamenti molto intensi e corrispondeva esattamente alle previsioni teoriche per i punti caldi (hot spot) in orbita vicino a un buco nero di quattro milioni di masse solari [4]. Si pensa che i brillamenti provengano da interazioni magnetiche nel gas caldissimo che orbita intorno a Sagittarius A*.

Reinhard Genzel, del Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) di Garching, in Germania, che ha guidato lo studio, ha spiegato: "È sempre stato uno dei progetti che sognavamo di completare, ma non osavamo sperare che sarebbe diventato possibile così presto." Riferendosi all'assunzione che Sagittario A* sia un buco nero supermassiccio, Genzel ha concluso che "il risultato è una conferma clamorosa del paradigma di buco nero supermassiccio."

Note

[1] Questa ricerca è stata intrapresa da scienziati del Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE), dell'Observatoire de Paris, dell'Université Grenoble Alpes, del CNRS, del Max Planck Institute for Astronomy, dell'University of Cologne, del Portuguese CENTRA – Centro de Astrofisica e Gravitação e dell'ESO.

[2] Le velocità relativistiche sono così grandi che gli effetti della Teoria della Relatività di Einstein diventano importanti. Nel caso di un disco di accrescimento intorno a Sagittarius A*, il gas si muove a circa il 30% della velocità della luce.

[3] GRAVITY è stato sviluppato da una collaborazione composta dal Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (Germania), dall'osservatorio LESIA di Parigi-PSL / CNRS / Sorbonne Université / Univ. Paris Diderot e IPAG dell'Université Grenoble Alpes / CNRS (Francia), dal Max Planck Institute for Astronomy (Germania), dall'Università di Colonia (Germania), dal CENTRA-Centro de Astrofísica e Gravitação (Portogallo) e dall'ESO.

[4] La massa solare è un'unità di misura utilizzata in astronomia. È uguale alla massa della stella più vicina a noi, il Sole, e ha un valore di 1.989 × 10³⁰ kg. Ciò significa che Sgr A* ha una massa di 1,3 milioni di milioni di volte più grande di quella della Terra.

Ulteriori Informazioni

Questo lavoro è stato presentato nell'articolo "Detection of Orbital Motions Near the Last Stable Circular Orbit of the Massive Black Hole SgrA*", a nome della collaborazione GRAVITY, pubblicato dalla rivista Astronomy & Astrophysics il 31 ottobre 2018.

L'equipe della collaborazione GRAVITY  è composta da: R. Abuter (ESO, Garching, Germania), A. Amorim (Universidade de Lisboa, Lisbona, Portogallo), M. Bauböck (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Germania[MPE]),  J.P. Berger (IPAG; ESO, Garching, Germania), H. Bonnet (ESO, Garching, Germania), W. Brandner (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Germania [MPA]), Y. Clénet (LESIA), V. Coudé du Foresto (LESIA), V. Coudé du Foresto (LESIA), P. T. de Zeeuw (Sterrewacht Leiden, Leiden University, Leiden, Paesi Bassi; MPE), C. Deen (MPE), J. Dexter (MPE), G. Duvert (IPAG), A. Eckart (University of Cologne, Cologne, Germania; Max Planck Institute for Radio Astronomy, Bonn, Germania), F. Eisenhauer (MPE), N.M. Förster Schreiber (MPE), P. Garcia (Universidade do Porto, Porto, Portogallo),  F. Gao (MPE), E. Gendron (LESIA), R. Genzel (MPE; University of California, Berkeley, California, USA), S. Gillessen (MPE), P. Guajardo (ESO, Santiago, Cile), M. Habibi (MPE), X. Haubois (ESO, Santiago, Cile), Th. Henning (MPA), S. Hippler (MPA), M. Horrobin (University of Cologne, Cologne, Germania), A. Huber (MPIA), A. Jimenez Rosales (MPE), L. Jocou (IPAG), P. Kervella (LESIA; MPA), S. Lacour (LESIA), V. Lapeyrère (LESIA), B. Lazareff (IPAG), J.-B. Le Bouquin (IPAG), P. Léna (LESIA), M. Lippa (MPE), T. Ott (MPE), J. Panduro (MPIA), T. Paumard (LESIA),  K. Perraut (IPAG), G. Perrin (LESIA), O. Pfuhl (MPE), P.M. Plewa (MPE), S. Rabien (MPE), G. Rodríguez-Coira (LESIA), G. Rousset (LESIA), A. Sternberg (School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University, Tel Aviv, Israel, Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute, New York, USA), O. Straub (LESIA), C. Straubmeier (University of Cologne, Cologne, Germania), E. Sturm (MPE), L.J. Tacconi (MPE), F. Vincent (LESIA), S. von Fellenberg (MPE), I. Waisberg (MPE), F. Widmann (MPE), E. Wieprecht (MPE), E. Wiezorrek (MPE), J. Woillez (ESO, Garching, Germania), S. Yazici (MPE; University of Cologne, Cologne, Germania).

L'ESO (European Southern Observatory, o Osservatorio Australe Europeo) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e di gran lunga l'osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 16 paesi: Austria, Belgio, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Irlanda, Italia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera, oltre al paese che ospita l'ESO, il Cile e l'Australia come partner strategico. L'ESO svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L'ESO ha anche un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella ricerca astronomica. L'ESO gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l'ESO gestisce il Very Large Telescope, osservatorio astronomico d'avanguardia nella banda visibile e due telescopi per survey. VISTA, il più grande telescopio per survey al mondo, lavora nella banda infrarossa mentre il VST (VLT Survey Telescope) è il più grande telescopio progettato appositamente per produrre survey del cielo in luce visibile. L'ESO è il partner principale di APEX e di ALMA, il più grande progetto astronomico esistente, sulla piana di Chajnantor. E sul Cerro Armazones, vicino al Paranal, l'ESO sta costruendo l'Extremely Large Telescope o ELT (significa Telescopio Estremamente Grande), un telescopio da 39 metri che diventerà "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo".

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.

Contatti

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Questa è una traduzione del Comunicato Stampa dell'ESO eso1835.