Gli astronomi dell’Università Nazionale Autonoma del Messico potrebbero aver risolto il mistero che circonda le esplosioni di radiazioni gamma provenienti da Sagittarius A* (Sgr A*), il buco nero supermassiccio nel cuore della Via Lattea. I raggi gamma erano stati infatti rilevati nel 2021, ma la loro origine precisa restava ancora sconosciuta.
Un avvistamento insolito
Sagittarius A* si trova nel cuore della nostra galassia, la Via Lattea. Lo troverete ad una distanza di circa 26.700 anni luce dalla Terra in direzione della costellazione del Sagittario. Questo buco nero supermassiccio, che gira quasi alla massima velocità possibile, ha una massa equivalente a circa quattro milioni di volte quella del Sole.
Questo affascinante oggetto continua ad essere un obiettivo di studio preferito dagli astronomi che cercano di comprendere i complessi meccanismi che circondano i buchi neri supermassicci e la loro interazione con l'ambiente galattico. La recente scoperta di emissioni da raggi gamma periodici dalla regione Sgr A* aggiunge un nuovo strato di mistero ed eccitazione alla nostra comprensione di questo enigmatico oggetto cosmico.
E per una buona ragione, contrariamente all'immagine popolare dei buchi neri che risucchiano tutto sul loro cammino, compresa la luce, anche Sagittarius A* è considerato “tranquillo” rispetto ad altri buchi neri supermassicci. L'oggetto infatti evolve in uno stato relativamente inattivo, nutrendosi di materia ad un ritmo molto lento rispetto ad altri buchi neri simili. Per questo motivo gli scienziati sono rimasti un po’ perplessi sulla fonte di questi raggi gamma.
Una “goccia” di materia
Utilizzando i dati del telescopio spaziale a raggi gamma Fermi, i ricercatori hanno finalmente identificato una periodicità in queste emissioni. Secondo il team, si verificano approssimativamente ogni 76,32 minutiin armonia con gli impulsi di raggi X osservati nelle vicinanze. Per spiegare questo fenomeno, i ricercatori propongono una spiegazione affascinante: i raggi gamma non provengono direttamente da Sgr A* stesso, ma piuttosto da un “goccia” di gas che vortica attorno al buco nero a quasi un terzo della velocità della luce. Questa goccia di materia ad alta velocità emetterebbe quindi periodicamente luce a diverse lunghezze d'onda durante la sua orbita attorno a Sgr A*.
Come possiamo spiegare la formazione di una tale struttura?
La formazione di una struttura a “goccia” di gas vorticoso nei pressi di un buco nero supermassiccio come Sgr A* è un processo complesso che può essere influenzato da diversi fattori.
Da un lato, ricordiamo che i buchi neri supermassicci sono spesso circondati da un disco di accrescimento formato da gas e polvere che cade gradualmente verso il buco nero sotto l'effetto della gravità. Questo disco di accrescimento può essere turbolento, con zone di compressione e rarefazione che creano condizioni favorevoli alla formazione di strutture localizzate. D'altra parte si genera anche la forte gravità del buco nero forze di marea che distorcono la materia che si avvicina troppo. Ancora una volta, queste forze possono portare alla formazione di goccioline di materia a specifiche distanze dal buco nero, creando aree in cui la materia si accumula e vortica.
Ricordiamo inoltre che i campi magnetici svolgono un ruolo cruciale nell'interazione tra il buco nero e la materia circostante. Quest'ultimo può quindi influenzare la distribuzione della materia e creare aree di concentrazione che danno origine a particolari strutture. Infine, può farlo la presenza di altre stelle, nubi di gas o oggetti massicci vicino al buco nero interrompere il movimento della materia e contribuiscono alla formazione di particolari strutture.
Per il momento, i ricercatori non sono molto sicuri del meccanismo responsabile di questa famosa goccia di materia accelerata a velocità relativistiche. Tuttavia, questa scoperta mette in discussione l’idea che i raggi gamma dei buchi neri supermassicci provengano esclusivamente da un disco di accrescimento turbolento generato dall’influenza gravitazionale del buco nero. I risultati potrebbero quindi fornire informazioni cruciali sugli ambienti che circondano i buchi neri supermassicci, soprattutto quelli meno voraci come Sgr A* al centro della Via Lattea.
Questa scoperta potrebbe anche aiutare a chiarire il ruolo delle interazioni tra il buco nero e le particelle di materia circostanti nella produzione di radiazioni ad alta energia. I ricercatori ritengono che queste gocce di materiale potrebbero scontrarsi tra loro, liberando così notevoli quantità di energia sotto forma di raggi gamma. Questi fenomeni offrono una rara opportunità di osservare in tempo reale i processi di dinamizzazione della materia in ambienti estremi, e quindi di comprendere meglio come i buchi neri influenzano l’evoluzione delle galassie che li ospitano.
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