Immagine combinata della galassia NGC 1332 e del gas che circonda il buco nero supermassiccio al suo centro. Le nuove osservazioni di ALMA hanno tracciato il movimento del disco, fornendo misurazioni estremamente precise della massa del buco nero: 660 milioni di volte la massa del nostro Sole. L’immagine principale è dalla Carnegie-Irvine Galaxy Survey. La casella in alto a sinistra è del telescopio spaziale Hubble e mostra la regione centrale della galassia in luce infrarossa. L’immagine di ALMA, il box in alto a destra, indica la rotazione del disco, e ciò ha permesso di calcolare la sua massa. La gamma di colori rappresenta la velocità di rotazione che arriva fino a 500 chilometri al secondo. Crediti: A. Barth (UCI), ALMA (NRAO/ESO/NAOJ); NASA/ESA Hubble; Carnegie-Irvine Galaxy Survey
Pensate che il Sole sia un oggetto massiccio e dalle dimensioni immense? Certo, lo è per noi terrestri, ma là fuori nell’Universo ci sono corpi celesti spaventosamente più massicci. Prendete, ad esempio, il buco nero supermassiccio al centro della galassia NGC 1332: la sua massa è 660 milioni di volte quella del nostro Sole. La galassia si trova a 73 milioni di anni luce dalla Terra. Grazie all’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) dell’ESO, in Cile, i ricercatori guidati da Aaron Barth, di UC Irvine, sono stati in grado di misurare con una precisione straordinaria questo buco nero estremo.
I buchi neri supermassicci che si trovano al centro delle galassie massicce crescono “divorando” gas, stelle e altri buchi neri. Anche al centro della nostra galassia ce n’è uno, e gli scienziati ritengono che se ne trovino al centro di ogni galassia massiccia. «Il buco nero al centro della Via Lattea, che è il più grande nella nostra galassia, è molte migliaia di anni luce di distanza da noi e non rischiamo di essere risucchiati», dice uno fra i coautori dello studio, Andrew Baker, della Rutger University.
Per misurare il buco nero al centro di NGC 1332, gli scienziati di ALMA hanno sfruttato le osservazioni ad alta risoluzione delle emissioni di monossido di carbonio provenienti dal disco gigante di gas freddo in orbita attorno al buco nero. In particolare, hanno misurato la velocità del gas.
«Misurare la massa di un buco nero è molto impegnativo, anche per i più potenti telescopi sulla Terra o nello spazio. Ma ALMA ha la capacità rivoluzionaria di osservare dischi di gas freddo attorno ai buchi neri supermassicci a scala sufficientemente piccola», spiega Barth, «da essere in grado di distinguere chiaramente l’influenza del buco nero sulla velocità di rotazione del disco». Con le osservazioni di ALMA, gli esperti hanno rivelato i dettagli della struttura del disco nell’ordine di 16 anni luce di diametro. Vicino al centro galattico, ALMA ha osservato che il gas viaggia alla velocità di 500 chilometri al secondo. Grazie a questo dato i ricercatori hanno misurato la massa del buco nero, che pur di taglia relativamente modesta rispetto a quella di altri buchi neri conosciuti, risulta comunque essere circa 150 volte più massiccio diSagittarius A*, il buco nero al centro della Via Lattea.
Gli astronomi utilizzano diverse tecniche per misurare la massa dei buchi neri. Tutte però hanno in comune il fatto di tracciare il movimento di oggetti il più vicino possibile al buco nero. Nella Via Lattea, potenti telescopi terrestri, utilizzando ottiche adattive, possono fotografare singole stelle vicino al centro galattico e monitorare precisamente le loro traiettorie nel corso del tempo. Il problema è che questa tecnica è utilizzabile solo all’interno della nostra galassia, perché per galassie più lontane è complicato distinguere il moto delle singole stelle. Per questo è necessario adottare una tattica diversa, cioè esaminare il movimento di stelle come un gruppo nella regione centrale di una galassia, oppure tracciare il movimento di dischi di gas e delle sorgenti radio cosmiche naturali.
Per saperne di più:
- Leggi lo studio pubblicato su Astrophysical Journal Letters: “Measurement of the black hole mass in NGC 1332 from ALMA observations at 0.044 arcsecond resolution”, di Aaron Barth et al., 2016,