Utilizzando il telescopio spaziale James Webb, gli astronomi hanno fatto un’osservazione chiave su come i buchi neri supermassicci consumano la materia. Lo studio, focalizzato sulla galassia Circinus, a 13 milioni di anni luce di distanza, mostra che quasi tutta la polvere e il gas che alimentano il buco nero sono concentrati in un anello denso, anziché dispersi dai deflussi come precedentemente ipotizzato. Questa scoperta mette alla prova decenni di modelli e fornisce un quadro più chiaro di come le galassie emettono luce infrarossa.
La struttura inaspettata dell’approvvigionamento di carburante di un buco nero
Per anni, gli scienziati hanno creduto che le emissioni infrarosse più luminose delle galassie attive fossero prodotte principalmente da flussi di gas caldo espulsi dai buchi neri. Tuttavia, le immagini ad alta risoluzione di Webb rivelano il contrario: circa l’87% della polvere luminosa risiede in un compact disc che alimenta il buco nero, con meno dell’1% espulso come gas di scarico. Questa struttura, nota come “toro”, funge sia da imbuto che da regolatore, dirigendo il materiale verso l’interno e controllando il modo in cui l’energia fuoriesce.
“Dagli anni ’90 non è stato possibile spiegare l’eccesso di emissioni infrarosse… i modelli tengono conto solo del toroide o dei deflussi, ma non riescono a spiegare quell’eccesso.” – Enrique Lopez-Rodriguez, Università della Carolina del Sud
Perché è importante: affinare la nostra comprensione delle galassie
Le nuove scoperte sono significative perché impongono una rivalutazione del modo in cui viene prodotta l’energia galattica. I buchi neri sono i motori centrali di molte galassie e modellare accuratamente il loro comportamento è fondamentale per comprendere l’evoluzione galattica. I vecchi modelli erano incompleti. La discrepanza tra la luce infrarossa prevista e quella osservata ha sconcertato gli astronomi per decenni, e questa ricerca fornisce finalmente una forte spiegazione: la fonte di combustibile è molto più focalizzata di quanto si pensasse in precedenza.
Come è avvenuta la scoperta
Il team ha ottenuto questo risultato utilizzando l’interferometro di mascheramento dell’apertura di Webb, uno strumento avanzato che raddoppia efficacemente la risoluzione del telescopio combinando la luce proveniente da più piccole aperture. Questa tecnica ha permesso ai ricercatori di ricostruire immagini nitide del centro della galassia Circinus, rivelando i dettagli precedentemente nascosti della zona di alimentazione del buco nero. Ciò segna la prima volta che un interferometro a infrarossi spaziale viene utilizzato per studiare un oggetto al di fuori della nostra Via Lattea, aprendo la porta a osservazioni simili di altri buchi neri.
Il futuro della ricerca sui buchi neri
Per confermare se Circinus sia un valore anomalo o rappresentativo di altri buchi neri, gli scienziati intendono espandere la dimensione del campione. Sarà necessario uno studio statistico su una dozzina o due dozzine di buchi neri per determinare i modelli comuni dei dischi di accrescimento e dei deflussi. Questi dati perfezionati consentiranno modelli più accurati della produzione di energia galattica e una comprensione più profonda di questi misteriosi motori cosmici.
La scoperta sottolinea il potere delle nuove tecnologie come Webb nel ribaltare ipotesi a lungo sostenute e fornire una visione più chiara dei fenomeni più estremi dell’universo.
