Sagittarius A* ci regala un nuovo spettacolo: un bagliore infrarosso senza precedenti

Il cuore della nostra galassia, dominato dal buco nero supermassiccio Sagittarius A* (Sgr A*), ha riservato una sorpresa agli astronomi. In un evento senza precedenti, il 6 aprile 2024, Sgr A* ha emesso un potente bagliore, osservato nelle lunghezze d’onda dell’infrarosso medio, seguito da un’eruzione radio.

Sagittarius A* sorprende gli astronomi: un’eruzione senza precedenti

Sebbene considerato relativamente tranquillo rispetto ad altri buchi neri supermassicci, Sagittarius A* non è del tutto quiescente. Occasionalmente, il buco nero emette dei bagliori, frutto dell’interazione tra la sua intensa gravità e la materia circostante. Tuttavia, l’evento del 6 aprile 2024 si distingue per l’intensità e per essere stato osservato in una porzione dello spettro elettromagnetico finora inesplorata per questo oggetto celeste.

“Questa è la prima volta che catturiamo un brillamento di Sagittarius A* nell’infrarosso medio”, ha affermato Sebastiano von Fellenberg del Max Planck Institute for Radio Astronomy: “È come un nuovo pezzo di un puzzle che ci permette di comprendere meglio il comportamento di questo oggetto misterioso”.

L’infrarosso medio rappresenta una finestra cruciale per studiare i processi fisici che avvengono nelle immediate vicinanze del buco nero. Grazie a questa nuova osservazione, gli astronomi potranno finalmente collegare i dati raccolti nelle altre bande dello spettro elettromagnetico, come quelle radio e del vicino infrarosso, ottenendo un quadro più completo dell’evoluzione temporale dei brillamenti di Sagittarius A**.

Le cause esatte di questo evento sono ancora oggetto di studio. Gli astronomi ipotizzano che l’eruzione possa essere stata causata da un aumento improvviso della quantità di materia che è caduta nel buco nero, oppure da una riconfigurazione del campo magnetico che circonda il buco nero stesso. Questa scoperta ha importanti implicazioni per la nostra comprensione dei buchi neri e dei processi fisici che avvengono nelle loro vicinanze. Inoltre, apre nuove prospettive per lo studio di altri buchi neri supermassicci e per la verifica delle teorie della relatività generale di Einstein in condizioni estreme.

Grazie a telescopi sempre più potenti e sofisticati, come il James Webb Space Telescope, gli astronomi saranno in grado di osservare Sagittarius A* con una risoluzione e una sensibilità senza precedenti. Questo permetterà di svelare nuovi dettagli sui meccanismi che governano l’attività di questo affascinante oggetto celeste e di approfondire la nostra conoscenza dell’Universo.

Un gigante quiescente, ma non troppo

Dalle profondità dell’Universo emergono i buchi neri supermassicci, colossi cosmici che possono variare enormemente nella loro attività. Mentre alcuni divorano vorticosamente la materia circostante, altri sembrano dormire sonni tranquilli. Indipendentemente dal loro comportamento, questi oggetti celesti svolgono un ruolo fondamentale nell’organizzazione delle galassie.

Sagittarius A*, il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea, con una massa stimata in 4,3 milioni di masse solari, è un oggetto di studio privilegiato per gli astrofisici. La sua relativa quiescenza, unita alla sua vicinanza, lo rende un laboratorio ideale per indagare i processi fisici che avvengono nelle vicinanze di un orizzonte degli eventi. Le osservazioni multi-frequenza del centro galattico, condotte da decenni, hanno lo scopo di caratterizzare le emissioni elettromagnetiche generate dall’interazione tra la materia e il buco nero, fornendo così importanti vincoli teorici.

La regione circostante è caratterizzata da una turbolenta dinamica, con un toro di polvere che orbita attorno al buco nero supermassiccio. I brillamenti osservati in questa regione sono probabilmente causati da riconfigurazioni del campo magnetico all’interno del disco di accrescimento, dando luogo a fenomeni di riconnessione magnetica e rilascio di energia.

I brillamenti osservati potrebbero essere il risultato di un fenomeno noto come riconnessione magnetica. Quando le linee del campo magnetico si riconnettono, l’energia rilasciata accelera gli elettroni, producendo la caratteristica radiazione di sincrotrone che gli astronomi rilevano.

Fino ad ora, la mancanza di osservazioni nell’infrarosso medio rappresentava un vuoto nelle nostre conoscenze. Questa regione dello spettro, infatti, è cruciale per comprendere il comportamento degli elettroni durante i brillamenti. I nuovi dati raccolti colmano questa lacuna e forniscono un supporto solido ai modelli teorici che descrivono i meccanismi alla base di questi eventi.

Per catturare questo evento straordinario, gli astronomi hanno sfruttato la potenza combinata di diversi strumenti all’avanguardia: il MIRI a bordo del JWST, il Submillimeter Array, il telescopio a raggi X Chandra e il telescopio a raggi gamma NuSTAR. Ognuno di questi strumenti ha fornito un punto di vista unico sull’evento, permettendo agli scienziati di ricostruire un quadro completo del fenomeno.

L’osservazione di un brillamento di 40 minuti da parte di JWST ha innescato una campagna osservativa multi-lunghezza d’onda. Mentre i telescopi a raggi X e gamma non hanno rilevato emissioni significative, il Submillimeter Array ha registrato un flare radio ritardato di circa 10 minuti rispetto al picco nell’infrarosso medio, fornendo un quadro più completo dell’evento.

I risultati ottenuti indicano che la radiazione infrarossa osservata da Sagittarius A* è coerente con un modello in cui gli elettroni, accelerati da processi di riconnessione magnetica o turbolenza all’interno del disco di accrescimento, emettono radiazione di sincrotrone mentre perdono energia. Sebbene questo scenario sia plausibile, sono necessarie ulteriori osservazioni e simulazioni numeriche per confermare definitivamente questi meccanismi.

I dati ottenuti grazie alle osservazioni nel medio infrarosso e nel submillimetrico forniscono vincoli cruciali ai modelli teorici che descrivono i processi di accelerazione delle particelle e di emissione di radiazione nei pressi di Sagittarius A*. Questi risultati aprono nuove prospettive per lo studio dei meccanismi di accrescimento e dei fenomeni associati alla riconnessione magnetica nei dischi di accrescimento.

Conclusioni

La scoperta di un potente bagliore proveniente da Sagittarius A*, osservato per la prima volta nell’infrarosso medio, segna una tappa fondamentale nella nostra comprensione dei buchi neri supermassicci. Questo evento senza precedenti ha aperto una nuova finestra sull’attività di questi oggetti cosmici, rivelando dettagli senza precedenti sui processi fisici che avvengono nelle loro immediate vicinanze. Le future osservazioni, combinate con l’analisi dei dati raccolti, ci permetteranno di svelare i misteri che ancora avvolgono questi giganti cosmici e di affinare i nostri modelli teorici.

La ricerca è stata presentata al 245° meeting dell’American Astronomical Society. È stata anche pubblicata sul The Astrophysical Journal Letters ed è disponibile sul server di preprint arXiv.