Un team di astronomi ha individuato la coppia di getti di buchi neri più grande mai vista, che si estende per 23 milioni di anni luce in lunghezza totale. Questo equivale ad allineare 140 galassie della Via Lattea una dietro l’altra.
I grandi getti di plasma caldo dei buchi neri
“Questa coppia non ha solo le dimensioni di un sistema solare o di una Via Lattea; stiamo parlando di circa 140 diametri della Via Lattea in totale”, ha affermato Martijn Oei, uno studioso del Caltech e autore principale delo studio pubblicato su Nature: “La Via Lattea sarebbe un piccolo puntino in queste due eruzioni giganti“.
La megastruttura a getto, soprannominata Porphyrion da un gigante della mitologia greca, risale a un’epoca in cui il nostro universo aveva 6,3 miliardi di anni, ovvero meno della metà della sua età attuale di 13,8 miliardi di anni. Questi violenti deflussi, con una potenza totale in uscita equivalente a trilioni di soli, fuoriescono da sopra e da sotto un buco nero supermassiccio nel cuore di una galassia remota.
Prima della scoperta di Porphyrion, il più grande sistema di getti confermato era Alcyoneus, che prende il nome da un gigante della mitologia greca. Alcyoneus, scoperto nel 2022 dallo stesso team che ha trovato Porphyrion, si estende per l’equivalente di circa 100 Vie Lattee. Per fare un paragone, i noti getti Centaurus A, il sistema di getti più vicino alla Terra, si estendono per 10 Vie Lattee.
Lo studio
Le ultime scoperte suggeriscono che questi sistemi di getti giganti dei buchi neri potrebbero aver avuto un’influenza maggiore sulla formazione delle galassie nell’Universo giovane di quanto si pensasse in precedenza.
Porphyrion esisteva in un’epoca primordiale in cui i filamenti sottili che collegano e alimentano le galassie, noti come la ragnatela cosmica, erano più vicini tra loro di quanto non lo siano ora. Questo significa che enormi getti dei buchi neri come Porphyrion raggiungevano una porzione maggiore della ragnatela cosmica rispetto ai getti nell’Universo locale.
“Gli astronomi credono che le galassie e i loro buchi neri centrali co-evolvano, e un aspetto chiave di questo è che i getti possono diffondere enormi quantità di energia che influenzano la crescita delle loro galassie ospiti e di altre galassie vicine a loro”, ha spiegato il coautore George Djorgovski, Professore di astronomia e scienza dei dati al Caltech: “Questa scoperta dimostra che i loro effetti possono estendersi molto più lontano di quanto pensassimo”.
Il sistema di getti di buchi neri è il più grande finora scoperto durante un’indagine del cielo che ha rivelato un numero impressionante di deboli megastrutture: più di 10.000. Questa enorme popolazione di getti giganteschi è stata trovata utilizzando il radiotelescopio europeo LOFAR (LOw Frequency ARray).
Sebbene prima delle osservazioni LOFAR fossero noti centinaia di grandi sistemi a getto, si pensava che fossero rari e in media più piccoli rispetto alle migliaia di sistemi scoperti dal radiotelescopio.
“I getti giganti erano già noti prima di iniziare la campagna, ma non avevamo idea che sarebbero diventati così numerosi”, ha osservato Martin Hardcastle, secondo autore dello studio e Professore di astrofisica presso l’Università dell’Hertfordshire in Inghilterra.
“Di solito, quando otteniamo una nuova capacità di osservazione, come la combinazione di ampio campo visivo e altissima sensibilità alle strutture estese di LOFAR, scopriamo qualcosa di nuovo, ma è stato comunque molto emozionante vedere emergere così tanti di questi oggetti“.
Nel 2018, Oei e i suoi colleghi hanno iniziato a usare LOFAR per studiare non i getti dei buchi neri, ma la ragnatela cosmica di filamenti sottili che attraversa lo spazio tra le galassie. Mentre il team esaminava le immagini radio alla ricerca dei filamenti deboli, hanno iniziato a notare diversi sistemi di getti sorprendentemente lunghi.
“Quando abbiamo scoperto per la prima volta i jet giganti, siamo rimasti piuttosto sorpresi“, ha aggiunto Oei, che è anche affiliato al Leiden Observatory nei Paesi Bassi: “Non avevamo idea che ce ne fossero così tanti”.
Per cercare sistematicamente altri getti nascosti, il team ha esaminato le immagini radio a occhio nudo, ha utilizzato strumenti di apprendimento automatico per analizzare le immagini alla ricerca di segnali dell’imminente arrivo dei getti e ha chiesto l’aiuto di scienziati in tutto il mondo per analizzare ulteriormente le immagini.
Un articolo che descrive il loro più recente lotto di deflussi giganti, contenente oltre 8.000 coppie di getti, è stato accettato per la pubblicazione sulla rivista Astronomy & Astrophysics.
Non è ancora chiaro come i getti possano estendersi così lontano oltre le galassie ospiti senza destabilizzarsi: “Il lavoro di Martijn ci ha mostrato che non c’è nulla di particolarmente speciale negli ambienti di queste sorgenti giganti che li faccia raggiungere quelle grandi dimensioni“, ha detto Hardcastle, esperto di fisica dei getti dei buchi neri.
“La mia interpretazione è che abbiamo bisogno di un evento di accrescimento insolitamente longevo e stabile attorno al buco nero supermassiccio centrale per consentirgli di essere attivo per così tanto tempo, circa un miliardo di anni, e per garantire che i getti continuino a puntare nella stessa direzione per tutto quel tempo. Quello che stiamo imparando dal gran numero di giganti è che questo deve essere un evento relativamente comune“.
Conclusioni
Come passo successivo, Oei vuole comprendere meglio come queste megastrutture influenzano l’ambiente circostante. I getti dei buchi neri diffondono raggi cosmici, calore, atomi pesanti e campi magnetici in tutto lo spazio tra le galassie. Oei è specificamente interessato a scoprire in quale misura i getti giganti diffondono il magnetismo.
“Il magnetismo sul nostro pianeta consente alla vita di prosperare, quindi vogliamo capire come è nato”, ha concluso: “Sappiamo che il magnetismo pervade la rete cosmica, poi si fa strada nelle galassie e nelle stelle, e infine nei pianeti, ma la domanda è: da dove inizia? Questi getti giganti hanno diffuso il magnetismo nel Cosmo?”.
