Per la prima volta M87 viene osservata in una trama tridimensionale che ha permesso di determinare con alta precisione la massa del buco nero centrale.

Non certo una novità per gli astronomi, in quanto già osservata dal 1995 e nel 2019 con Hubble, la gigantesca galassia ellittica ha al centro un enorme buco nero che, nella nuova mappa tridimensionale, risulta pari a 5,4 miliardi di volte la massa del Sole.  

Precedenti osservazioni avevano rivelato per il buco nero una massa pari a 2,4 miliardi di masse solari, mentre nel 2019 i dati di Hubble, integrati con i dati dell’Event Horizon Telescope, riportavano una massa dell’orizzonte degli eventi pari a 6,5 miliardi di masse solari.

Il nuovo studio, pubblicato su Astrophysical Journal Letters, è a cura dell’Università della California, Berkeley. Emily Liepold, primo autore e Jonelle Walsh della Texas A&M University, sono state in grado di determinare la forma 3D di M87, grazie a un nuovo strumento di precisione montato sul telescopio terrestre Keck II, Maunakea – Hawaii-.

Le osservazioni si sono concentrate su 62 posizioni adiacenti la galassia e sono stati mappati gli spettri delle stelle su una regione di circa 70.000 anni luce di diametro. Questo ha permesso di rivelare l’intervallo di velocità per calcolare la massa dell’oggetto intorno al quale stanno orbitando.

«È un po’ come guardare uno sciame di 100 miliardi di api – ha detto Chung-Pei Ma dell’università di Berkeley– Seppure osservate da lontano e senza poter distinguere le singole api, stiamo ottenendo informazioni molto dettagliate sulle loro velocità collettive».

I ricercatori hanno raccolto i dati tra il 2020 e il 2022, così come le precedenti misurazioni della luminosità delle stelle di M87 da Hubble, e li hanno confrontati con le previsioni ottenute dai modelli computerizzati su come le stelle si muovono attorno al centro della galassia a forma triassiale. «Il miglior adattamento a questi dati ha permesso loro di calcolare una misurazione più dinamica della massa del buco nero centrale che governa le velocità orbitanti delle api», spiega Ma.

A un secolo dalla prima classificazione ad opera dell’astronomo Edwin Hubble, che distinse le galassie in base alla loro forma suddividendo quelle a spirale da quelle ellittiche o dall’aspetto chiazzato e più problematico, gli astronomi hanno ottenuto la nuova mappa in 3D utile per i prototipi di galassie ellittiche, tracciando le velocità e la posizione delle stelle del buco nero al centro di M87,  grande oltre dieci volte la massa della Via Lattea.

M87 è probabilmente cresciuta dalla fusione di molte altre galassie e il suo buco nero centrale deve avere inghiottito e assimilato altri buchi neri centrali di una o più galassie vicine.

Il telescopio spaziale Hubble è un progetto di cooperazione internazionale tra Nasa ed Esa. Il Goddard Space Flight Center della Nasa a Greenbelt, nel Maryland, gestisce il telescopio. Lo Space Telescope Science Institute (Stsci) di Baltimora, nel Maryland, conduce operazioni scientifiche con Hubble e Webb. Stsci è gestito per la Nasa dall’Association of Universities for Research in Astronomy, a Washington.

In apertura: foto dell’enorme galassia ellittica M87, a sinistra, viene confrontata con la sua forma tridimensionale ricavata da meticolose osservazioni fatte con i telescopi Hubble e Keck, a destra. Poiché la galassia è troppo lontana perché gli astronomi possano utilizzare la visione stereoscopica, seguendo il movimento delle stelle attorno al centro di M87, è stata ottenuta  una visione tridimensionale di come le stelle sono distribuite all’interno della galassia. Crediti: Illustrazione: Nasa, Esa, Joseph Olmsted (Stsci), Frank Summers (Stsci); Scienze: Chung-Pei Ma (UC Berkeley)