Grazie alla straordinaria sensibilità del Karl G. Jansky Very Large Array (VLA), gli astronomi hanno scoperto quella che sembra essere l’emissione radio proveniente da un buco nero supermassiccio al centro di una galassia vicina a noi. La prova dell’esistenza di un buco nero era stata ottenuta precedentemente solo da studi dei moti stellari della galassia e da osservazioni nei raggi X.
La galassia, chiamata M32 (dove M indica il catalogo Messier), è una satellite della galassia di Andromeda, l’imponente vicina della nostra Via Lattea. A differenza della Via Lattea e Andromeda, che sono galassie a spirale e quindi presentano formazione stellare, M32 è una galassia ellittica con poca formazione stellare. A circa 2.5 milioni di anni luce dalla Terra, M32 è molto più piccola sia della Via Lattea che di Andromeda.
I buchi neri supermassicci si trovano nei dintorni dei nuclei della maggior parte delle galassie, e mentre quei buchi neri attirano materia dall’ambiente circostante, getti di materiale vengono spinti a velocità prossime a quella della luce generando segnali rilevabili nella banda radio. L’intensità di questa emissione radio dipende da quanto voracemente il buco nero sta consumando la materia circostante. I buchi neri centrali della Via Lattea e Andromeda sono emettitori radio piuttosto deboli rispetto a molte altre galassie.
«L’emissione radio estremamente debole, che riteniamo provenga dal buco nero centrale di M32, indica che l’attività di questo oggetto è tra i più deboli osservati finora, insieme alla Via Lattea e Andromeda», ha detto Yang Yang, della Nanjing University in Cina. «Studiare questi buchi neri quiescenti ci offre un’ottima opportunità per migliorare la nostra comprensione, attualmente piuttosto scarsa, del loro funzionamento».
La galassia M32 è un piccolo satellite della gigante a spirale Andromeda (M31), come si vede in questa immagine a luce visibile. L’inserto è un’immagine combinata radio/ottica/raggi X di M32. La luce diffusa viola è l’emissione ottica di M32. L’oggetto bianco nel riquadro è il centro di M32, dove si osservano le emissioni radio e nei raggi X. In rosso gli oggetti che emettono in radio, tra cui una coppia di presunte nebulose planetarie (a sinistra), e in verde un oggetto con un’intensa emissione nei raggi X. Crediti: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF; Yang et al .; NASA, ESA, Digitized Sky Survey 2; Davide Demartin
La scoperta è stata resa possibile dal notevole miglioramento nella sensibilità dei sistemi elettronici del VLA, prodotto di un decennio di lavori, completati nel 2012, e 98 milioni dollari di investimenti. Le nuove osservazioni VLA sono state in grado di rilevare un’emissione radio circa 90 volte più debole rispetto agli studi precedenti di M32.
L’immagine raccolta con il VLA ha mostrato un oggetto che emette debolmente nella banda radio, proprio nel punto da cui vengono emessi i raggi X e attorno al quale sembrano orbitare le stelle vicine al centro della galassia. «Questo ci dice che l’emissione radio proviene molto probabilmente dal buco nero, ma vogliamo fare ulteriori osservazioni per averne conferma», ha spiegato Yang.
Il buco nero di M32 contiene circa 2.5 milioni di volte la massa del Sole, mentre si stima che il buco nero al centro della Via Lattea ne contenga circa 4 milioni.
Il VLA anche rivelato la presenza di tre oggetti che emettono nel radio e che gli scienziati ritengono essere nebulose planetarie già osservate con i telescopi ottici. Le nebulose planetarie sono sfere di gas espulso durante ultime fasi nella vita di stelle grandi circa come il nostro Sole. L’immagine di M32 raccolta dal VLA rappresenta il primo rilevamento di questi oggetti, ai margini più remoti del Gruppo Locale, da parte di un radiotelescopio.
Yang ha guidato un team di astronomi provenienti da Cina e Stati Uniti. Lorant Sjouwerman del National Radio Astronomy Observatory è stato determinante per ottenere e analizzare i dati del VLA. Gli scienziati riporteranno i loro risultati su Astrophysical Journal Letters.