I buchi neri sono uno dei misteri più intricati dell’universo: regioni dense dello spazio dove c’è così tanta gravità che nemmeno la luce può sfuggire. Hanno anche una strana relazione con i campi magnetici che è forse ancora più misteriosa. Sappiamo che i campi magnetici circondano molti buchi neri, ma variano enormemente in forza, e non siamo veramente sicuri di come o perché si formino.

Ora grazie a un nuovo studio, un altro pezzo di questo strano puzzle sembra si sia posizionato. Per la prima volta, gli astronomi hanno osservato un campo magnetico attorno a un buco nero supermassiccio che gioca un ruolo attivo nella sua alimentazione.

Nel cuore di Cygnus A, una galassia attiva a 600 milioni di anni luce di distanza e una delle più luminose sorgenti radio del cielo, gli astronomi hanno trovato prove del fatto che i campi magnetici intrappolano il materiale di cui si nutre il buco nero supermassiccio. Un po ‘come una rete cosmica.

Ciò potrebbe aiutare gli scienziati a capire perché alcuni nuclei galattici sono estremamente attivi, emettendo enormi getti collimati dalle loro regioni polari, mentre altri, come il Sagittarius A * della Via Lattea, sono solo intermittentemente attivi e altri sembrano completamente sopiti.

Secondo il modello unificato, i nuclei galattici attivi, cioè quelli caratterizzati da un buco nero supermassiccio al centro di una galassia che si sta alimentando attivamente, sono circondati da un disco di accrescimento di materiale che sta cadendo nel buco nero.

Al di fuori di questo disco di accrescimento c’è un toroide, o struttura a forma di ciambella, di polvere e gas, che si alimenta nel disco di accrescimento. Il modo in cui questa struttura viene creata e il motivo per cui rimanga lì non sono chiari, ma le osservazioni di Cygnus A suggeriscono che i campi magnetici lavorano per per modellare il toroide e mantenerlo in posizione.

Illustrazione che mostra come i campi magnetici corroderebbero il toroide. (NASA / SOFIA / Lynette Cook)

Tradizionalmente, queste strutture sono state sempre difficili da osservare nelle lunghezze d’onda ottiche e radio, ma un nuovo strumento utilizzato per la ricerca è particolarmente sensibile alle emissioni infrarosse dei granelli di polvere allineati.

Utilizzando la telecamera ad alta risoluzione Airborne a banda larga (HAWC +) installata a bordo dell’osservatorio stratosferico della NASA per l’astronomia a infrarossi (SOFIA), gli astronomi sono stati in grado di isolare e osservare il toroide polveroso nel cuore di Cygnus A. “È sempre emozionante scoprire qualcosa di completamente nuovo”, ha affermato l’astronomo Enrique Lopez-Rodriguez del SOFIA Science Center e della University Space Research Association.

“Queste osservazioni di HAWC + sono uniche e ci mostrano come la polarizzazione dell’infrarosso può contribuire allo studio delle galassie”. Non è del tutto chiaro, neanche, come si formano i getti dei buchi neri. Sappiamo una cosa: non provengono da oltre l’orizzonte degli eventi, da cui nessuna radiazione elettromagnetica può sfuggire.

Si pensa che il materiale proveniente dal bordo interno del disco di accrescimento si muova lungo le linee del campo magnetico attorno al buco nero, per essere proiettato dai poli a velocità prossime a quella della luce.

Uno studio recente, tuttavia, ha rilevato che il buco nero chiamato V404 Cygni ha un campo magnetico molto più debole del previsto, nonostante i suoi potenti getti, il che significa che i campi magnetici che interagiscono con i buchi neri potrebbero non avere bisogno di essere così forti, o qualche altro meccanismo entra in gioco. In ogni caso, le osservazioni future saranno in grado di aiutare a far luce su queste dinamiche complesse e su come i campi magnetici modellano gli ambienti estremi attorno ai buchi neri supermassicci.

“Se, per esempio, HAWC+ rivelasse un’emissione infrarossa altamente polarizzata dai centri di galassie attive ma non da galassie quiescenti”, ha osservato la NASA , “ciò sosterrebbe l’idea che i campi magnetici regolano l’alimentazione del buco nero, rinforzando la fiducia degli astronomi nel modello unificato di galassie attive. “

La ricerca del team è stata pubblicata su The Astrophysical Journal Letters .