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Sei anni dopo la storica pubblicazione della prima immagine di un buco nero, l’Event Horizon Telescope (Eht) torna al centro della scena con un’analisi dettagliata del buco nero supermassiccio M87*. Questa nuova ricerca, pubblicata su Astronomy & Astrophysics, si basa su osservazioni del 2017 e del 2018 e offre approfondimenti inediti sulla struttura e sulla dinamica del plasma che orbita vicino all’orizzonte degli eventi, la regione di non ritorno attorno al buco nero.

I ricercatori dell’Eht hanno combinato i dati raccolti in due anni consecutivi. Le osservazioni del 2018 hanno confermato la presenza dell’iconico anello luminoso – catturato per la prima volta nel 2017 – con un diametro di circa 43 microarcosecondi (coerentemente con le previsioni teoriche per l’ombra di un buco nero di 6,5 miliardi di masse solari), ma anche le precedenti interpretazioni riguardo l’asse di rotazione del buco nero.

Previsto già un anno prima, è emerso un dettaglio significativo: la regione più luminosa dell’anello si è spostata di 30 gradi in senso antiorario. Tale spostamento è una conseguenza naturale della turbolenza e dell’instabilità nel disco di accrescimento intorno al buco nero. L’intenso bagliore dell’anello, inoltre, si concentra principalmente nella parte inferiore; questo fornisce indicazioni sull’orientamento della rotazione del buco nero che, stando alle osservazioni condotte nel 2017, punta lontano dalla Terra.

«Buchi neri giganteschi come M87* dovrebbero cambiare solo su scale temporali molto lunghe, ed è quindi poco sorprendente che gran parte di ciò che abbiamo misurato nel 2017 sia emerso anche con le osservazioni del 2018», sottolinea Luciano Rezzolla, professore di astrofisica teorica presso l’Università Goethe di Francoforte. «Tuttavia, le piccole differenze che abbiamo trovato sono molto importanti per capire cosa accade effettivamente nei dintorni di M87*».

Per interpretare le osservazioni del 2017 e del 2018, il team ha utilizzato una vasta e aggiornata libreria di immagini – tre volte più grande di quella usata finora – che ha permesso di valutare diversi modelli di accrescimento.
Fra questi, uno risulta maggiormente plausibile. Quando il gas spiraleggia verso un buco nero, può fluire nella stessa direzione o in direzione opposta alla rotazione dello stesso. Quest’ultimo scenario è più probabile, poiché corrisponde meglio alle variazioni osservate nel corso degli anni, nonché a un ambiente più instabile e a un flusso che circonda il buco nero di M87 più turbolento.

Questi risultati sono fondamentali per comprendere cosa accade effettivamente nelle vicinanze di un buco nero e per dedurre le proprietà del materiale che vi precipita. È solo una questione di tempo prima che l’Eht mostri dettagli ancora più sorprendenti su questi giganti cosmici.

«Ulteriori osservazioni saranno condotte nei prossimi anni con una precisione crescente», conclude Rezzolla. «L’obiettivo finale è produrre un filmato di ciò che realmente accade vicino a M87*».

 

In apertura: A sinistra le immagini del buco nero M87* provenienti dalle campagne osservative di Eht del 2017 e del 2018. Al centro immagini esemplificative di una simulazione magnetoidrodinamica relativistica generale (Grmhd) in due momenti diversi. A destra le stesse istantanee della simulazione, sfocate per adattarsi alla risoluzione osservativa di Eht. Crediti: Eht Collaboration