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M87: la galassia delle meraviglie

la galassia M87

In una galassia lontana lontana…

No, non è il prologo di un nuovo film di Star Wars, ma l’incipit per raccontarti di una recente ed emozionante scoperta in ambito astrofisico. Il team di ricercatori dell’European Southern Observatory (ESO) ha puntato i suoi immensi occhi (o per meglio dire, i suoi immensi telescopi) verso la galassia Messier 87, o più precisamente, verso il buco nero che si trova al suo centro

Messier 87, più comunemente nota come M87, non è alla sua prima apparizione sui giornali scientifici, anzi. Se il nome ti sembra familiare, allora hai una buona memoria: M87 era arrivata alla notorietà già nel 2019, quando i ricercatori dell’Event Horizon Telescope (EHT) annunciarono la prima immagine di un buco nero, proprio quello al centro di M87. 

Ancora una volta, a distanza di anni, M87 torna a far parlare di sé con una nuova e suggestiva immagine, questa volta in compagnia dei suoi jet relativistici. 

Ma andiamo con ordine…

La Galassia M87

Ci troviamo nell’ammasso della Vergine, a circa 55 milioni di anni luce dalla Terra. Ciò significa che, se prendessimo in questo momento una navicella spaziale che fosse in grado di viaggiare alla velocità della luce, impiegheremmo circa 55 milioni di anni per arrivare a destinazione. Nonostante ciò, è considerato uno degli ammassi più “vicini” a noi (astronomicamente parlando). 

In questa regione dell’universo, la galassia M87, chiamata anche Virgo A, è la più interessante di tutte: ha una massa enorme (almeno mille miliardi di volte la massa del nostro Sole), ma la peculiarità che rende M87 così affascinante è ciò che si trova al suo interno.

Il suo centro, infatti, ospita quello che, nel linguaggio scientifico, viene chiamato AGN (Active Galactic Nuclei), ossia un nucleo galattico attivo.

Gli AGN

Un AGN è una regione compatta al centro della galassia caratterizzata da una luminosità fuori dal comune, spesso maggiore di quella dell’intera galassia presa singolarmente.

I nuclei galattici attivi sono caratterizzati dalla presenza di un buco nero supermassiccio in grado di emettere un jet di materia ad alte energie. A seconda di come questo jet viene osservato dalla Terra, gli AGN possono essere classificati in varie categorie: blazar, quasar e così via. 

Nonostante i molti nomi, e nonostante una vera e propria classificazione degli AGNs sia davvero troppo complicata persino per astrofisici e gente che studia questi argomenti per tutta la vita, possiamo dire che la cosa che accomuna tutti i differenti tipi è la presenza, al centro della galassia, del buco nero, un enorme aspiratore cosmico che inghiotte tutto ciò che si avvicina troppo, e del suo jet, un’esplosione di fuochi d’artificio cosmici che possono arrivare anche a  centinaia di chilometri di distanza senza perdere la loro luminosità iniziale.

Il jet proveniente dalla galassia M87. Crediti: NASA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA).
Il jet proveniente dalla galassia M87. Crediti: NASA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA).

La galassia M87 era stata identificata come un AGN già da tempo. Era il 1918 quando fu scoperto per la prima volta il suo jet relativistico, composto da materia espulsa dalla galassia, probabilmente a causa della presenza di un buco nero. Fu poi confermata la veridicità di questa teoria, e sin da allora il buco nero e la regione che lo circonda sono stati oggetto di studi continui, complice anche la vicinanza della galassia alla nostra Via Lattea.

L’articolo su Nature: A ring-like accretion structure in M87 connecting its black hole and jet

Il 26 Aprile 2023 è stato pubblicato su Nature un articolo della collaborazione dell’ESO su M87 il cui titolo recitava così: “A ring-like accretion structure in M87 connecting its black hole and jet”

Ma cosa significano tutte queste parole? E perché risulta essere una scoperta così emozionante, ti starai chiedendo, dato che abbiamo già avuto la prima immagine del buco nero di M87 nel 2019? Te lo spiego subito. 

L’articolo si presenta con una nuovissima immagine del buco nero E dei suoi jet relativistici, tutti insieme nella stessa foto: è la prima volta che gli astronomi sono riusciti a immortalare una cosa del genere!

La prima immagine del buco nero M87 e del suo jet relativistico, dall’articolo pubblicato su Nature il 26 Aprile 2023. Crediti: R.-S. Lu (SHAO), E. Ros (MPIfR), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF).
La prima immagine del buco nero M87 e del suo jet relativistico, dall’articolo pubblicato su Nature il 26 Aprile 2023. Crediti: R.-S. Lu (SHAO), E. Ros (MPIfR), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF).

Attualmente è riconosciuto da tutti che i buchi neri sono in grado di generare potenti getti di materia i quali si estendono ben al di là delle dimensioni della galassia che li ospita, tuttavia il meccanismo di creazione di queste potenti onde cosmiche rimane ancora una delle domande più complesse dell’astronomia. Per riuscire a comprendere come i jet si creino a partire dai buchi neri, è necessario osservare questi mostri cosmici nel modo quanto più ravvicinato possibile. Ed è proprio questo che i ricercatori dell’ESO hanno fatto: hanno osservato il buco nero più da vicino e hanno studiato come la base del jet sia connessa alla materia che ruota vorticosamente intorno al gigante cosmico

Prima di tutto ciò eravamo stati in grado di ottenere solo immagini separate: il buco nero o il jet. Adesso, invece, abbiamo finalmente un’immagine che ci mostra come i due fenomeni siano fisicamente collegati tra loro. 

Queste osservazioni sono state eseguite da una serie di telescopi e collaborazioni situate in tutto il mondo, dall’Europa al Nord America, fino ad arrivare nel deserto di Atacama, in Cile. 

I piani per il futuro prevedono di continuare a studiare la regione intorno al buco nero di M87 in differenti lunghezze d’onda, per riuscire a svelare ancora meglio i segreti che si celano dietro queste galassie in festa, dimore eterne di quei titani cosmici che sono i buchi neri supermassicci.

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E soprattutto ricordati… Non smettere mai di guardare verso le stelle.

Cover: rappresentazione artistica del buco nero di M87 e dei suoi jet relativistici. Crediti: S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF).

Martina D'Arco
Martina D'Arco è una studentessa di Fisica delle Particelle con una grande passione per la scrittura sin da piccola. Dopo aver visitato il CERN per la prima volta nel 2018, aveva promesso a se stessa che sarebbe tornata, questa volta per restare. E così è stato: ha conseguito la laurea triennale in Fisica all'Università La Sapienza di Roma, e attualmente frequenta il Master in Particle Physics all'Università di Ginevra. La sua frase distintiva è: "Non smettere mai di guardare verso le stelle".

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