La vista ravvicinata di Alma (dx) del centro della galassia NGC 1377 rivela un getto vorticoso, dove le nubi di gas colorate in rosso si stanno allontanando da noi, mentre quelle blu si dirigono verso di noi, rispetto il centro della galassia. Crediti: CTIO/H. Roussel et al/ESO; Alma/ESO/NRAO/S. Aalto
Un gruppo di astronomi, provenienti dai quattro angoli del globo e coordinati da Susanne Aalto, professoressa di radioastronomia alla Chalmers University of Technology, in Svezia, ha usato il telescopio Alma (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) per osservare la galassia NGC 1377, situata a 70 milioni di anni luce dalla Terra nella costellazione di Eridano. Con grande sorpresa, i ricercatori hanno individuato uno “sbuffo” assai particolare al centro della galassia, descritto poi in un articolo scientifico pubblicato recentemente sulla rivista Astronomy and Astrophysics.
Susanne Aalto
«Eravamo curiosi di conoscere meglio questa galassia a causa del suo centro luminoso, avvolto da una cortina di polvere», ricorda Aalto. «Non ci aspettavamo di trovare un getto lungo e sottile che fuoriesce dal nucleo della galassia». Le osservazioni con Alma hanno infatti rivelato un getto lungo 500 anni luce e spesso meno di 60 anni luce, con una velocità di almeno 800 mila chilometri all’ora.
Quasi tutte le galassie possiedono un buco nero supermassiccio nel proprio centro; questi buchi neri possono avere masse comprese tra pochi milioni fino a un miliardo di masse solari. Il percorso attraverso cui questi mostri cosmici si sono via via appesantiti fino a divenire così massicci è una questione su cui gli scienziati dibattono da lungo tempo.
La presenza di un buco nero può essere dedotta indirettamente attraverso le osservazioni al telescopio nel momento in cui la materia vi ricade dentro, un processo che gli astronomi chiamano accrescimento. Getti di materiale a grande velocità sono tipici indicatori di un buco nero che si sta accrescendo.
Francesco Costagliola
In questo senso, il getto in NGC 1377 rivela agli scienziati la presenza di un buco nero supermassiccio. Ma questo specifico getto ha una storia ben più complessa da raccontare, come spiega l’italiano Francesco Costagliola, ricercatore alla Chalmers e già associato INAF, co-autore del nuovo studio. «Usualmente, i getti che vediamo emergere dai nuclei delle galassia sono come “tubi” molto stretti di plasma caldo. Questo getto è assai diverso, estremamente freddo, e la sua luce proviene da gas denso composto di molecole», nota Costagliola, che ha svolto la parte finale di questa ricerca al nodo italiano dell’ALMA Regional Centre europeo, presso l’Istituto di Radioastronomia INAF di Bologna.
Il getto ha finora portato fuori dalla galassia una quantità di gas molecolare equivalente a due milioni di volte la massa del Sole, in un periodo di solo circa 500 mila anni: un tempo molto breve nella vita di una galassia. Durante questa fugace e drammatica fase nell’evoluzione della galassia, il buco nero supermassiccio centrale deve essere cresciuto velocemente.
«I buchi neri che causano sottili e potenti getti possono ingrandirsi lentamente dal plasma caldo di accrescimento», spiega il membro del team Jay Gallagher della University of Wisconsin-Madison. «Il buco nero in NGC1377, d’altra parte, è più propenso a una dieta di gas freddo e polvere, e può quindi crescere – almeno in questo momento della sua evoluzione – ad un tasso molto più rapido».
Rappresentazione grafica del movimento del getto visto di lato rispetto al punto di vista terrestre. Crediti: S.Aalto
Non solo la composizione e la temperatura del getto hanno sorpreso gli astronomi, ma anche il suo movimento di precessione, che possiamo raffigurarci come quello dell’acqua che esce da uno spruzzatore da giardino. «Questo insolito getto vorticoso potrebbe essere provocato da un flusso irregolare di gas verso il buco nero centrale», ipotizza Sebastien Muller, un altro membro del team sempre della Chalmers. «Un’altra possibilità è che il centro della galassia contenga due buchi neri supermassicci in orbita l’uno attorno all’altro».
«Queste osservazioni dimostrano che anche buchi neri supermassicci di bassa massa (il buco nero all’interno di NGC1377 ha una massa simile a quello al centro della nostra galassia, Sgr A*, di circa 4 milioni di volte quella del Sole) possono attraversare periodi di grande attività ed avere un profondo impatto sul gas molecolare, che è il carburante per la formazione stellare» riassume a Media INAF Francesco Costagliola, che ricorda anche come la scoperta del “turbine freddo” al centro di questa galassia sarebbe stato impossibile senza Alma. «Questi nuclei galattici attivi (AGN) hanno bassa luminosità e sono molto difficili da rivelare, specialmente se, come nel caso di NGC1377, sono molto oscurati da gas e polveri. Osservazioni nella banda radio e millimetrica sono fondamentali per penetrare in profondità in nuclei galattici oscurati e ci aspettiamo che nei prossimi anni ALMA avrà un ruolo determinante per lo studio di questi AGN nascosti».
Per saperne di più:
- Il preprint dell’articolo “A precessing molecular jet signaling an obscured, growing supermassive black hole in NGC 1377?”, di S. Aalto, F. Costagliola, S. Muller, K. Sakamoto, J. S. Gallagher, K. Dasyra, K. Wada, F. Combes, S. García-Burillo, L. E. Kristensen, S. Martín, P. van der Werf, A. S. Evans e J. Kotilainen, pubblicato su Astronomy and Astrophysics