La galassia ellittica Messier 87 (M87), situata a circa 16,8 milioni di parsec nell’ammasso della Vergine, ospita uno dei buchi neri supermassicci (SMBH) più grandi conosciuti, denominato M87*, con una massa stimata di circa 6,5 miliardi di masse solari. Questo buco nero è celebre per aver prodotto, nel 2019, la prima immagine diretta di un orizzonte degli eventi grazie alla collaborazione internazionale Event Horizon Telescope (EHT). Recentemente, questa stessa collaborazione ha pubblicato risultati straordinari relativi alla campagna osservativa multi-lunghezza d’onda del 2018, che ha coinvolto più di 25 telescopi terrestri e spaziali, tra cui Fermi-LAT, Chandra, NuSTAR, MAGIC, HESS e VERITAS. Lo studio ha rivelato un brillamento di raggi gamma (flare) mai osservato in oltre un decennio proveniente dal potente getto relativistico emesso da M87*.
Il brillamento, registrato durante la campagna MWL (multi-wavelength), è stato caratterizzato da energie estremamente elevate, fino a migliaia di miliardi di elettronvolt (TeV). È durato circa tre giorni e ha mostrato un’emissione sbilanciata verso energie superiori rispetto a quelle tipicamente associate al buco nero. La ricerca, pubblicata su Astronomy & Astrophysics, è stata coordinata dal gruppo EHT-MWL e ha visto la partecipazione di istituzioni italiane come l’Università degli Studi di Trieste, l’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) e l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI). Giacomo Principe, ricercatore dell’Università di Trieste e associato INAF e INFN, ha sottolineato come queste osservazioni offrano una straordinaria opportunità per investigare la connessione tra il disco di accrescimento e il getto emesso da M87*, e per comprendere l’origine dei raggi gamma ad altissima energia.
Le immagini VLBI ottenute con il progetto EHT mostrano che il getto relativistico di M87* ha una lunghezza che supera di decine di milioni di volte le dimensioni dell’orizzonte degli eventi. Tra i risultati più interessanti vi è la variazione nell’angolo di posizione del getto rispetto alle osservazioni precedenti del 2017, indicando cambiamenti strutturali significativi nel corso di un anno. Inoltre, è stata rilevata un’asimmetria nell’anello luminoso attorno all’orizzonte degli eventi, che suggerisce un’evoluzione dinamica nelle strutture prossime al buco nero.
I dati raccolti da strumenti come Fermi-LAT e i telescopi Cherenkov MAGIC e VERITAS hanno contribuito a identificare la regione di emissione dei raggi gamma, un aspetto cruciale per comprendere i processi di accelerazione delle particelle all’interno del getto. Elisabetta Cavazzuti, responsabile del programma Fermi per l’ASI, ha evidenziato l’importanza di osservazioni coordinate a più lunghezze d’onda per caratterizzare la variabilità spettrale della sorgente, che si estende su diverse scale temporali.
Questi risultati rappresentano un passo fondamentale verso la risoluzione di quesiti astrofisici di lunga data, come l’origine dei raggi cosmici, le dinamiche dei getti relativistici e i processi che accelerano particelle a energie estreme. Come spiegato da Sera Markoff, professoressa presso l’Università di Amsterdam e co-autrice dello studio, per la prima volta è possibile combinare l’imaging diretto delle regioni vicine all’orizzonte degli eventi con brillamenti gamma derivanti da eventi di accelerazione delle particelle, consentendo test diretti sulle teorie relative all’origine di queste emissioni.
Lo studio conferma ancora una volta la rilevanza di osservazioni sinergiche che abbracciano tutto lo spettro elettromagnetico e dimostra il potenziale di M87 come laboratorio naturale per l’astrofisica delle alte energie, aprendo nuove prospettive nello studio dei buchi neri supermassicci e dei loro potenti getti.
Fonte: https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2024/12/aa50497-24/aa50497-24.html
