ROMA – Una ciambella cosmica circonda il buco nero supermassivo nel cuore della galassia a spirale M77. Una immagine che permetterà di svelare il ruolo e le influenze che questi giganteschi buchi neri svolgono nell’evoluzione della galassia che li ospita. A fotografare per la prima volta e con un’altissima risoluzione la nube di gas dalla forma toroidale, dunque di ciambella, è il telescopio Atacama Large Millimeter/submillimeter array (Alma) situato in Cile e le immagini sono state analizzate dai ricercatori del National Astronomical Observatory of Japan guidati da Masatoshi Imanishi.
Che nel centro di quasi tutte le galassie si annidino questi mostruosi e voraci buchi neri non è un segreto. Esiste infatti una regione centrale della galassia, definita nucleo galattico attivo (Agn), in cui la materia viene risucchiata nel buco nero e riemessa sotto forma di diverse frequenze di radiazione. Gli Agn sono in grado di influenzare in modo significativo l’ambiente circostante e dunque svolgono un ruolo chiave nell’evoluzione della galassia che li ospita, ma svelare i meccanismi che regolano questa convivenza galassia-buco nero non è semplice.
Le immagini scattate per la galassia M77 con il telescopio Alma offrono ai ricercatori giapponesi un importante e prezioso punto di vista su questi oggetti galattici. Il team ha infatti individuato intorno al buco nero supermassivo una “ciambella” di gas, cioè una struttura toroidale gassosa e compatta dal raggio di ben 20 anni luce. Questa struttura ruota intorno al buco nero, proprio come previsto dalle teorie ad oggi più accreditate, come ha spiegato Imanishi che ha pubblicato i risultati dello studio sulla rivista The Astrophysical Journal Letters:
“Per interpretare le varie caratteristiche osservative degli AGN gli astronomi hanno ipotizzato strutture in rotazione di gas e polveri simili a ciambelle attorno ai buchi neri supermassivi. Questo viene chiamato il modello unificato dei nuclei galattici attivi. Tuttavia la ciambella di gas e polveri è molto piccola all’apparenza. Con la risoluzione elevata di ALMA possiamo vedere direttamente la struttura”.
Non si tratta della prima volta che la galassia M77 viene osservata, ma le immagini di Alma ad altissima risoluzione hanno permesso di osservare chiaramente la rotazione della struttura gassosa e delle linee di emissione del cianuro di idrogeno e dello ione di formile, molecole che emettono nella frequenza delle microonde solo nel gas denso, dove generalmente viene osservato il monossido di carbonio. Un particolare che ha permesso di stabilire che il gas che compone la ciambella cosmica è decisamente denso, spiega Imanishi:
“Osservazioni precedenti avevano rivelato l’allungamento in direzione est-ovest del toro di gas e polveri. Le dinamiche rivelate dai nostri dati di ALMA sono in accordo con l’orientamento rotazionale previsto”.
Le immagini però hanno anche evidenziato che la struttura è più complessa di quanto precedentemente ipotizzato e sembra infatti presentare un’asimmetrica e che la rotazione non è influenza solo dalla gravità del buco nero, ma siano presenti dei moti casuali. Un risultato che suggerisce come questo Agn abbia avuto un passato decisamente turbolento, come per esempio la fusione con un’altra galassia.
