È stato osservato per la prima volta il campo magnetico che circonda il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea. Gli astronomi che utilizzano il Telescopio dell'orizzonte degli eventi (EHT) sono rimasti sorpresi dalla natura ordinata del campo, che esiste nell’ambiente estremamente violento che circonda il buco nero Sagittarius A*. Lo studio potrebbe portare a una migliore comprensione del ruolo cruciale che il campo magnetico svolge nel modo in cui il buco nero si nutre della materia circostante.

Questa è la seconda volta che l'EHT osserva il campo magnetico di un buco nero supermassiccio. Nel 2021 ha rilevato il campo del buco nero al centro della galassia Messier 87 (M87).

Si ritiene che i buchi neri supermassicci siano circondati da plasma che vortica nell’abisso gravitazionale. Questo crea un potente campo magnetico, che può quindi interagire con il materiale in caduta. Questo materiale in accelerazione emette abbondanti quantità di radiazioni, comprese le onde radio polarizzate dal campo magnetico locale.

Rete globale

L'EHT è una rete globale di radiotelescopi in grado di misurare questa polarizzazione e quindi mappare il campo magnetico che circonda un buco nero.

Sagittarius A* pesa circa 6.6 milioni di masse solari, ovvero mille volte meno massiccio del gigantesco M87. Nonostante questa enorme differenza, gli astronomi dell’EHT sono rimasti sorpresi dalla somiglianza dei campi magnetici dei due oggetti.

"Ci aspettavamo di trovare qualche traccia del campo magnetico semplicemente perché sappiamo che Sagittarius A* si sta ancora nutrendo, solo molto lentamente", dice Ziri Yunzi dell'University College di Londra, che è membro del team EHT. "Ciò che non avevamo previsto era che il modello di polarizzazione sarebbe stato così simile nella morfologia a M87."

Si prevede che tutti i buchi neri supermassicci che accumulano materia abbiano un campo magnetico incorporato nei loro dischi di accrescimento. Il campo è ancorato nel plasma appena fuori dall'orizzonte degli eventi e viene quindi amplificato dalla rotazione del buco nero. Il buco nero M87 è molto attivo con un grande disco di accrescimento di plasma, rispetto a Sagittarius A*.

Controllare il flusso

I campi magnetici di entrambi gli oggetti hanno linee di campo magnetico in configurazioni simili a vortici (vedi figura). Più le linee sono vicine tra loro, più forte e organizzato è il campo magnetico. Younsi stima che l'intensità del campo magnetico di Sagittarius A* sia pari a quella di un magnete da frigorifero. Anche se potrebbe non sembrare molto, è abbastanza forte da influenzare l’afflusso di plasma in accrescimento, contribuendo così a controllare il modo in cui il buco nero si alimenta.

L’apparente somiglianza nelle strutture dei due campi magnetici ha portato alcuni astronomi a interrogarsi su altre possibili somiglianze.

Il buco nero di M87 è noto soprattutto per il suo getto relativistico. Si tratta di un fascio di particelle strettamente collimato che viene spazzato via dal disco di accrescimento dal campo magnetico e accelerato verso l'esterno fino a raggiungere la velocità della luce. Un getto è visibile lungo l'asse di rotazione dell'oggetto ed è possibile che un altro si estenda nella direzione opposta.

Data la somiglianza nella struttura magnetica, è possibile che Sagittarius A* possa ospitare anche getti relativistici che finora non sono stati rilevati.

Bolle misteriose

In effetti, tali getti potrebbero essere la fonte delle misteriose bolle di Fermi della Via Lattea. Si tratta di due enormi pennacchi di particelle cariche che si innalzano per 25,000 anni luce sopra e sotto il piano della galassia. Si stima che abbiano solo pochi milioni di anni e provengano dal centro galattico, ma la loro causa è incerta.

Tuttavia, Younsi sottolinea che un getto è altamente collimato, mentre le bolle di Fermi si estendono su un’area più ampia e sono quasi come un’esplosione. E mentre considera “curiose” le somiglianze tra i due buchi neri, racconta Younsi Mondo della fisica del suo scetticismo sul fatto che il buco nero della nostra galassia abbia un getto.

"Ci si potrebbe prendere qualche libertà e sovrainterpretare questo dato e dire che forse è la prova che potrebbe esserci un jet", dice. "Oppure potrebbe essere che in futuro avremo bisogno di dati migliori con una risoluzione più elevata e forse vedremo che il modello di polarizzazione cambia un po'."

Cambiamento rapido

M87 si trova a 53 milioni di anni luce di distanza e il suo disco di accrescimento del buco nero è enorme, quindi questi due fattori significano che non lo vediamo cambiare molto in brevi intervalli di tempo. Sagittarius A* è molto più vicino a noi a una distanza di circa 26,000 anni luce, e il suo disco di accrescimento molto più piccolo significa che l’EHT può vedere il disco di accrescimento cambiare nel corso di minuti e ore.

La prima immagine di Sagittarius A* (luminosità, non polarizzazione), rilasciata nel 2022, era quindi una vista mediata nel tempo del buco nero, e Younsi sottolinea che potrebbe essere solo una coincidenza che l'immagine mediata nel tempo del buco nero il campo magnetico è simile a quello di M87, il che significa che le ricerche di jet potrebbero essere inutili.

"Sagittarius A* sta cambiando molto rapidamente, quindi c'è molta più incertezza nella struttura vista nell'immagine", afferma Younsi. "Abbiamo bisogno di un monitoraggio a lungo termine, perché quello che stiamo osservando in questo momento potrebbe essere solo un colpo di fortuna che assomiglia a M87 e in realtà non è rappresentativo dello stato generale medio nel tempo. Potrebbe darsi che questa immagine cambi molto nei prossimi anni”.

Tempo permettendo, l'EHT osserva Sagittarius A* ogni anno, l'ultima volta questo aprile. Continua inoltre a tenere d'occhio il buco nero di M87 e sta cercando di rilevare buchi neri supermassicci in altre galassie. Più buchi neri verranno osservati, più sapremo se il buco nero di Sagittarius A* e M87 sono davvero esempi tipici.

Le osservazioni sono descritte in due articoli nel I Astrophysical Journal Letters. Un foglio copre le misurazioni della polarizzazione e l'altro ne descrive le implicazioni.

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• Fonte: https://physicsworld.com/a/milky-ways-supermassive-black-hole-has-a-surprising-magnetic-personality/