Chandra punta i suoi occhi a raggi X sul buco nero della galassia Messier 87 protagonista della prima istantanea mai realizzata di un oggetto del genere, ad opera della collaborazione internazionale Event Horizon Telescope.
L’osservatorio della Nasa ha scoperto che le particelle energetiche che fuoriescono dal buco nero si muovono a una velocità che supera, solo apparentemente, quella della luce. Il buco nero di M87, una galassia situata a 55 milioni di anni luce dalla Terra, ha attirato da tempo l’attenzione degli astronomi che hanno osservato le radiazioni provenienti dai getti di particelle altamente energetiche servendosi di diversi strumenti radio, ottici e a raggi X.
Quando la materia si avvicina a un buco nero si riversa nel disco di accrescimento, una struttura formata da materiale che cade in una sorgente di campo gravitazionale. Una parte della materia cade nel buco nero mentre un’altra viene emessa a velocità elevatissima, sotto forma di getti lungo le vie del campo magnetico del buco nero stesso. Il processo di caduta non è regolare e i getti stessi, evidenziano delle irregolarità nella forma, una sorta di ‘nodi’, che possono essere individuati da osservatori a raggi X come Chandra.
I ricercatori si sono serviti dei dati raccolti da Chandra tra il 2012 e il 2017 e sono riusciti a tracciare i movimenti dei nodi nei raggi X all’interno di due getti situati rispettivamente a 900 e a 2500 anni luce di distanza dal buco nero. I risultati delle osservazioni mostrano che il nodo di raggi X più vicino al buco nero ha una velocità apparente 6,3 volte superiore a quella della luce mente l’altro di 2,4.
«Chandra ci ha permesso di osservare per la prima volta le velocità estreme raggiunte da queste particelle – commenta Ralph Kraft del Center of Astrophysics Harvard & Smithsonian – una delle leggi più famose della fisica dice che nulla può muoversi a velocità superiore di quella della luce, noi non abbiamo di certo smentito questa legge ma abbiamo trovato un esempio di un fenomeno straordinario chiamato velocità superluminale».
Il movimento superluminale si verifica quando gli oggetti viaggiano vicino alla velocità della luce lungo una direzione vicina alla nostra visuale. Il getto viaggia verso di noi quasi altrettanto rapidamente della luce che genera dando l’illusione che il moto del getto sia molto più rapido della velocità della luce stessa. Nel caso di M87, il getto punta vicino alla nostra direzione, determinando queste velocità apparenti.
Nel corso di osservazioni precedenti, gli astronomi avevano osservato questi movimenti nei getti di M87 nelle lunghezze d’onda radio e ottiche ma non erano stati in grado di dimostrare che la materia si muoveva a velocità molto vicine a quelle della luce. Il risultato ottenuto da Chandra invece, dimostra l’accuratezza delle osservazioni a raggi X e i dati ottenuti dall’osservatorio Nasa possono essere considerati un’integrazione di quelli raccolti dall’Event Horizon Telescope.
In particolare, la dimensione dell’anello attorno al buco nero visto da Eht è circa cento milioni di volte più piccola della dimensione dei getti visti con Chandra. Un’altra differenza tra i due strumenti sta nell’obiettivo dell’osservazione: mentre Eht ha osservato per sei giorni il buco nero prima di realizzare la sua celebre istantanea, Chandra ha indagato sul materiale espulso centinaia di migliaia di anni prima dal gigantesco oggetto celeste.
«È come se Event Horizon Telescope stesse scattando una foto di un lancia razzi – conclude Paul Nulsen, coautore dello studio – e Chandra ci stia mostrando le immagini del razzo in volo».