Messier 87: la super galassia con un super buco nero nel cuore

Lo scorso 10 Aprile abbiamo potuto finalmente ammirare la prima immagine di un buco nero. La foto, scattata dall’Event Horizone Telescope (EHT), ritrae il buco nero al centro della galassia Messier 87 (M87), ma cosa sappiamo di questa galassia al cui centro si trova l’ormai famoso buco nero?

A mostrarci un’immagine della gigantesca galassia, nel cui cuore si trova il buco nero con massa pari a 6,5 miliardi di volte quella del Sole, è il telescopio spaziale della NASA, Spitzer. Questo telescopio ha infatti catturato l’immagine della galassia Messier 87 nella luce infrarossa.

Messier 87: 100 anni di ricerca su questa galassia

Messier 87 si trova a circa 55 milioni di anni luce dalla Terra ed è osservata da molti strumenti e osservatori della NASA, tra cui CHANDRA, l’osservatorio a raggi X, ed il telescopio spaziale Hubble ed il NuSTAR. Sono ormai cento anni che l’uomo volge il suo sguardo in direzione di questa affascinante galassia e del suo spaventoso cuore. Da quando nel 1918, l’astronomo Heber Curtis, notò lo strano raggio che si ergeva dal centro della galassia M87. Il raggio in questione, osservabile a diverse lunghezze d’onda, dalle onde radio ai raggi X, non era altri che il getto relativistico dell’immenso buco nero nel centro di Messier 87.

Il getto ad altissima energia è creato dalla rotazione del materiale nel disco attorno al buco nero e, quando le particelle ad alta energia interagiscono con la materia interstellare, si crea un onda d’urto nelle lunghezze d’onda radio ed infrarosse, ma non nel visibile.

I getti del gigantesco buco nero supermassiccio al centro di M87

Nell’immagine del telescopio Spitzer questa onda d’urto è ben visibile, anche più dello stesso getto. Inoltre l’immagine mostra che il getto relativistico del buco nero supermassiccio, punta verso la Terra e questo ne amplifica la luminosità a causa degli effetti relativistici, dovuti al fatto che il getto viaggia quasi alla velocità della luce.

Poiché il getto non è perfettamente perpendicolare al nostro punto di osservazione, possiamo rilevarne parte della sua lunghezza. Da questa angolazione si nota che l’onda d’urto provocata dal getto inizia nel punto in cui questo inizia ad abbassarsi. Mette così in evidenza la zona in cui le particelle del getto che viaggiano a velocità elevate, si scontrano con i gas della galassia e quindi rallentano.

Il getto che invece si espande sul lato opposto del buco nero, si allontana dal nostro punto di osservazione e l’onda d’urto che crea, è visibile come una specie di arco invertito sul lato destro della galassia.

Per studiare la fisica di questi getti di straordinaria potenza e velocità, gli astronomi hanno combinato le osservazioni nelle lunghezze d’onda del visibile, dell’infrarosso, dei raggi X e delle onde radio. Ma ancora non si è arrivati ad una spiegazione di come i gas che precipitano nel buco nero accrescendolo, formino questi impressionanti getti plasmatici.