I buchi neri sono delle regioni dense dello spazio dove il campo gravitazionale è così intenso che nulla può sfuggire, nemmeno la luce.

Per la prima volta, gli astronomi hanno osservato un campo magnetico attorno a un buco nero supermassiccio che gioca un ruolo nell’alimentazione attiva. Difatti, alcuni di questi buchi neri sembrano essere attivi, inghiottendo materiale dall’ambiente circostante e lanciando getti a velocità ultraveloci, mentre altri sono inattivi.

La ricerca: l’attività dei buchi neri

Nel cuore di Cygnus A (una galassia attiva a 600 milioni di anni luce di distanza e una delle più luminose) gli astronomi hanno visto prove del fatto che i campi magnetici intrappolano il materiale di cui “si nutre” un buco nero supermassiccio.

Rappresentazione del nucleo di Cygnus A, con l’ambiente polveroso a forma di toroide, e il lancio di getti dal suo centro.
I campi magnetici sono illustrati intrappolando la polvere nel toroide. Questi campi magnetici potrebbero aiutare ad alimentare il buco nero nascosto nel nucleo della galassia, limitando la polvere nel toroide e mantenendolo abbastanza vicino da essere inghiottito dal buco nero
Ph: NASA

Ciò potrebbe aiutare gli scienziati a capire perché alcuni nuclei galattici sono estremamente attivi, emettendo enormi getti collimati dalle loro regioni polari, mentre altri (come il Sagittario A della nostra Via Lattea) sono solo intermittentemente attivi, mentre altri sembrano completamente sopiti.

Secondo il modello unificato, che tenta di spiegare le diverse proprietà delle galassie attive, il nucleo è circondato da una nuvola di polvere a forma di ciambella, chiamata toroide.

Come questa struttura oscura sia stata creata e sostenuta non è mai stata chiara, ma questi nuovi risultati indicano che i campi magnetici potrebbero essere responsabili nel mantenere la polvere abbastanza vicina da essere inghiottita dal buco nero.

Tradizionalmente, queste strutture sono state difficili da osservare nelle lunghezze d’onda ottiche e radio, ma un nuovo strumento è particolarmente sensibile alle emissioni infrarosse dei granelli di polvere allineati: utilizzando la telecamera ad alta risoluzione Airborne a banda larga (HAWC+) a bordo dell’osservatorio della NASA per l’astronomia a infrarossi (SOFIA), gli astronomi sono stati in grado di isolare e osservare il toroide polveroso.

Due immagini di Cygnus A sovrapposte l’una sull’altra per mostrare i getti della galassia che emettono luce con le radiazioni radio (mostrate in rosso).
Le galassie inattive, come la nostra Via Lattea, non hanno getti come questo, che possono essere legati ai campi magnetici
Ph: NASA

Le recenti osservazioni mostrano radiazioni infrarosse dominate da una struttura polverosa ben allineata. Combinando questi risultati con i dati di archivio dell’Osservatorio spaziale Herschel, del Telescopio Spaziale Hubble e del Gran Telescopio Canarias, il team di ricerca ha scoperto che questa potente galassia attiva, è in grado di confinare il toroide oscuro che alimenta il buco nero supermassiccio, con un forte campo magnetico.

Bisogna comunque ottenere più osservazioni

“È sempre emozionante scoprire qualcosa di completamente nuovo”, ha affermato l’astronomo Enrique Lopez-Rodriguez, del SOFIA Science Center e della University Space Research Association. “Queste osservazioni di HAWC+ sono uniche e ci mostrano come la polarizzazione dell’infrarosso può contribuire allo studio delle galassie”.

Cygnus A è il luogo perfetto per conoscere il ruolo dei campi magnetici nel confinare il toroide polveroso e incanalare il materiale sul buco nero supermassiccio perché è la galassia attiva più vicina e più potente.

Sono necessarie però più osservazioni di diversi tipi di galassie per ottenere un quadro completo di come i campi magnetici influenzano l’evoluzione dell’ambiente circostante di buchi neri supermassicci.