Il buco nero supermassiccio situato al centro della nostra galassia, noto come Sagittarius A* (Sgr A*), sta ruotando a una velocità tale da deformare lo spaziotempo circostante, influenzando la dinamica galattica e potenzialmente incidendo sulla formazione futura delle stelle. Questa scoperta è stata resa possibile grazie ai dati raccolti dal telescopio a raggi X Chandra della NASA e dal Very Large Array (VLA) della National Science Foundation.
La misurazione della velocità di rotazione
Un gruppo di ricercatori ha applicato un nuovo metodo che utilizza dati a raggi X e radio per determinare la velocità di rotazione di Sgr A* in base al flusso di materiale che si muove verso e lontano dal buco nero. Hanno scoperto che Sgr A* sta ruotando con una velocità angolare – il numero di rivoluzioni al secondo – che è circa il 60% del valore massimo possibile, un limite imposto dal fatto che il materiale non può viaggiare più velocemente della velocità della luce.
Le implicazioni di una rapida rotazione
Un buco nero in rotazione trascina con sé lo spaziotempo e la materia vicina mentre ruota. Lo spaziotempo intorno al buco nero in rotazione è anche schiacciato. Guardando un buco nero dall’alto, lungo l’asse di eventuali getti che produce, lo spaziotempo ha una forma circolare. Guardando il buco nero in rotazione dal lato, tuttavia, lo spaziotempo ha la forma di un pallone da football americano. Più veloce è la rotazione, più piatta è la forma del pallone.
La rotazione di un buco nero può fungere da importante fonte di energia. I buchi neri supermassicci in rotazione possono produrre flussi collimati, cioè fasci stretti di materiale come getti, quando l’energia della loro rotazione viene estratta, il che richiede che ci sia almeno un po’ di materia nelle vicinanze del buco nero. A causa del limitato carburante intorno a Sgr A*, questo buco nero è stato relativamente tranquillo negli ultimi millenni con getti piuttosto deboli. Tuttavia, questo lavoro mostra che ciò potrebbe cambiare se la quantità di materiale nelle vicinanze di Sgr A* aumentasse.
Il futuro di Sagittarius A*
“Un buco nero in rotazione è come un razzo sulla rampa di lancio”, ha detto Biny Sebastian, coautore dello studio dall’Università del Manitoba in Canada. “Una volta che il materiale si avvicina abbastanza, è come se qualcuno avesse rifornito il razzo e premuto il pulsante ‘lancio’”.
Ciò significa che in futuro, se le proprietà della materia e la forza del campo magnetico vicino al buco nero cambiano, parte dell’enorme energia della rotazione del buco nero potrebbe guidare flussi più potenti. Questo materiale potrebbe provenire dal gas o dai resti di una stella strappata dalla gravità del buco nero se quella stella si avvicina troppo a Sgr A*.
“Getti alimentati e collimati dal buco nero centrale in rotazione di una galassia possono influenzare profondamente la riserva di gas di un’intera galassia, il che incide su quanto velocemente e persino se possono formarsi stelle”, ha detto la coautrice Megan Donahue della Michigan State University. “Le ‘bolle di Fermi’ osservate in raggi X e raggi gamma intorno al buco nero della nostra Via Lattea mostrano che il buco nero è stato probabilmente attivo in passato. Misurare la rotazione del nostro buco nero è un test importante di questo scenario”.
Per determinare la rotazione di Sgr A*, gli autori hanno utilizzato un metodo teorico basato sull’empiria noto come “metodo del flusso” che dettaglia la relazione tra la rotazione del buco nero e la sua massa, le proprietà della materia vicino al buco nero e le proprietà del flusso. Il flusso collimato produce le onde radio, mentre il disco di gas che circonda il buco nero è responsabile dell’emissione di raggi X. Utilizzando questo metodo, i ricercatori hanno combinato i dati di Chandra e del VLA con una stima indipendente della massa del buco nero ottenuta da altri telescopi per vincolare la rotazione del buco nero.
“Avere una vista speciale di Sgr A* perché è il buco nero supermassiccio più vicino a noi”, ha detto il coautore Anan Lu della McGill University in Canada. “Anche se è tranquillo in questo momento, il nostro lavoro mostra che in futuro darà un calcio incredibilmente potente alla materia circostante. Ciò potrebbe accadere tra mille o un milione di anni, o potrebbe accadere durante la nostra vita”.
Il documento che descrive questi risultati, guidato da Ruth Daly, è stato pubblicato nel numero di gennaio 2024 della rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
La scoperta e le sue implicazioni
La scoperta che il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea sta ruotando così velocemente da deformare lo spaziotempo circostante in una forma simile a un pallone da football americano è stata resa possibile grazie ai dati raccolti dal telescopio a raggi X Chandra della NASA e dal Very Large Array (VLA) della National Science Foundation.
Questa scoperta ha importanti implicazioni per la comprensione della dinamica galattica e della formazione delle stelle. La rotazione di un buco nero può influenzare profondamente la riserva di gas di una galassia, incidendo sulla velocità e sulla possibilità di formazione delle stelle. Inoltre, la misurazione della rotazione di Sgr A* è un test cruciale per comprendere la storia dell’attività del buco nero e il suo impatto sulla galassia.
