Comunicato Stampa

Il pasto per il buco nero è servito!

Il VLT individua una nube di gas perturbata da un buco nero

14 Dicembre 2011

Alcuni astronomi hanno scoperto, grazie al VLT dell'ESO, una nube di gas parecchie volte più massiccia della Terra che sta accelerando verso il buco nero al centro della Via Lattea. È la prima volta in assoluto che viene osservato l'avvicinamento, senza speranza di salvezza, di una nube a un buco nero supermassiccio. I risultati di questo studio saranno pubblicati nel numero del 5 gennaio 2012 della rivista Nature.

Nell'ambito di un programma ventennale che sfrutta i telescopi dell'ESO per tenere sotto controllo il moto delle stelle attorno al buco nero massiccio al centro della nostra Galassia (eso0846) [1], un'equipe di astronomi condotta da Reinhard Genzel del Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) a Garching, Germania, ha scoperto un nuovo oggetto, unico nel suo genere, che si sta avvicinando rapidamente al buco nero.

Negli ultimi sette anni la velocità di questo oggetto è quasi raddoppiata, superando gli 8 milioni di km/h. Viaggia su un'orbita molto allungata [2] e a metà del 2013 passerà ad una distanza di soli 40 miliardi di chilometri dall'orizzonte degli eventi del buco nero, una distanza di circa 36 ore-luce [3]. Questo, in termini astronomici, è da considerarsi un incontro molto ravvicinato con il buco nero supermassiccio.

Questo oggetto è molto più freddo del gas circostante (solo circa 280 gradi centigradi) ed è composto per la maggior parte da idrogeno ed elio. È una nube di polvere e gas ionizzato di massa pari a circa tre volte quella della Terra. La nube risplende a causa della forte radiazione ultravioletta prodotta dalle stelle calde che la circondano, nel cuore affollato della Via Lattea.

La densità attuale della nube è molto più alta di quella del gas che circonda il buco nero. A mano a mano che la nube si avvicinerà al mostro affamato, la pressione esterna in continuo aumento comprimerà la nube. Nello stesso tempo l'enorme attrazione gravitazionale esercitata dal buco nero, che ha una massa di circa quattro milioni di volte quella del Sole, continuerà a far accelerare la nube verso l'interno e a distenderla lungo l'orbita.

"L'idea di un astronauta vicino ad un buco nero che viene allungato come uno spaghetto è molto familiare nella fantascienza. Ma ora possiamo vedere che ciò accade veramente a questa nube appena scoperta, che non sopravviverà all'esperienza," spiega Stefan Gillessen (MPE), primo autore dell'articolo.

La nube è già danneggiata e i bordi sono sfrangiati: ci si aspetta che la nube si dissolva completamente nei prossimi anni [4]. Gli astronomi vedono già segni di aumentata disgregazione della nube nel periodo tra il 2008 e il 2011.

Ci si aspetta anche che la materia divenga molto più calda avvicinandosi al buco nero nel 2013 e probabilmente inizierà a produrre raggi X. Attualmente non c'è molta materia vicino al buco nero, perciò il pasto che sta per essere servito sarà la fonte dominante di rifornimento per il buco nero nei prossimi anni.

Una spiegazione della formazione della nube è che il materiale potrebbe provenire da stelle massicce e giovani nelle vicinanze che perdono massa rapidamente a causa dei forti venti stellari. Queste stelle letteralmente soffiano via il proprio gas. Una nota stella doppia, in orbita intorno al buco nero centrale, potrebbe essere la fonte dei venti stellari la cui collisione ha portato alla formazione della nube.

"I prossimi due anni saranno molto interessanti e dovrebbero darci informazioni preziose sul comportamento della materia attorno a questi straordinari oggetti massicci", conclude Reinhard Genzel.

Note

[1] Il buco nero al centro della Via Lattea è noto come Sgr A* (Sagittario A-star). È di gran lunga il più vicino buco nero supermassiccio conosciuto e perciò è il miglior luogo in cui studiare in dettaglio i buchi neri.

[2] Le osservazioni sono state fatte utlizzando la camera infrarossa NACO con ottica adattiva e lo spettrografo infrarosso SINFONI, entrambi montati sul VLT dell'ESO in Cile. Il centro della Via Lattea si trova dietro a fitte nubi di polvere che diffondono e assorbono la luce visibile e perciò deve essere osservato a lunghezze d'onda infrarosse a cui le nubi sono più trasparenti.

[3] Un'ora luce è la distanza che la luce percorre in un'ora. È poco più che la distanza tra il Sole e il pianeta Giove nel Sistema Solare. Per confronto, la distanza tra il Sole e la stella più vicina e più di quattro anni-luce. La nube passerà a una distanza dal buco nero pari a meno di dieci volte quella tra il Sole e Nettuno.

[4] Questo effetto è ben noto dalla fisica dei fluidi e può essere osservato per esempio versando dello sciroppo in un bicchiere d'acqua. Il flusso dello sciroppo verso il basso viene perturbato e le gocce si staccano -- diluendo di fatto lo sciroppo nell'acqua.

Ulteriori Informazioni

Questa ricerca è stata presentata nell'articolo “A gas cloud on its way towards the super-massive black hole in the Galactic Centre”, di S. Gillessen et al., che verrà pubblicato nel numero del 5 gennaio 2012 della rivista Nature.

L'equipe è composta da S. Gillessen (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik [MPE], Germania), R. Genzel (MPE; Department of Physics, University of California [UC], USA), T. Fritz (MPE, Germania), E. Quataert (Department of Astronomy, UC, USA), C. Alig (Universitätssternwarte der Ludwig-Maximilians-Universität [LMU], Germania), A. Burkert (MPE; LMU), J. Cuadra (Departamento de Astronomía y Astrofísica, Pontificia Universidad Católica de Chile, Cile), F. Eisenhauer (MPE), O. Pfuhl (MPE), K. Dodds-Eden (MPE), C. Gammie (Center for Theoretical Astrophysics, University of Illinois, USA), T. Ott (MPE).

L'ESO (European Southern Observatory) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e l'osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 15 paesi: Austria, Belgio, Brasile, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Gran Bretagna, Italia, Olanda, Portogallo, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera. L'ESO svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L'ESO ha anche un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella ricerca astronomica. L'ESO gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l'ESO gestisce il Very Large Telescope, osservatorio astronomico d'avanguardia nella banda visibile e due telescopi per survey. VISTA, il più grande telescopio per survey al mondo, lavora nella banda infrarossa mentre il VST (VLT Survey Telescope) è il più grande telescopio progettato appositamente per produrre survey del cielo in luce visibile. L'ESO è il partner europeo di un telescopio astronomico di concetto rivoluzionario, ALMA, il più grande progetto astronomico esistente. L'ESO al momento sta progettando l'European Extremely Large Telescope o E-ELT (significa Telescopio Europeo Estremamente Grande), della classe dei 40 metri, che opera nell'ottico e infrarosso vicino e che diventerà "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo".

Links

• Articolo scientifico su Nature
• Pagina web dell'MPE sul Centro Galattico
• Immagini del Paranal

Contatti

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Garching, Germany
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E-mail: ste@mpe.mpg.de

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Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching, Germany
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E-mail: genzel@mpe.mpg.de

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