Credits: X-ray: Chandra: NASA/CXC/NRL/S. Giacintucci, et al., XMM-Newton: ESA/XMM-Newton; Radio: NCRA/TIFR/GMRT; Infrared: 2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF

La più grande esplosione osservata nell’universo è stata trovata. Questa eruzione gigantesca da record è arrivata da un buco nero in una lontana galassia a centinaia di milioni di anni luce di distanza.

In un certo senso, questa esplosione è simile alla eruzione del Monte Sant’Elena nel 1980 quando distrusse la cima della montagna“, ha detto Simona Giacintucci del Naval Research Laboratory di Washington, DC, e autrice principale dello studio. “Una differenza fondamentale è che potresti inserire in fila quindici volte la Via Lattea nel cratere di questa eruzione“.

Gli astronomi hanno fatto questa scoperta usando i dati del Chandra X-ray Observatory della NASA e dell’XMM-Newton dell’ESA, nonchè i dati radio del Murchison Widefield Array (MWA) in Australia e del Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) in India.

Lo scoppio senza precedente è stato rilevato nell’ammasso di Ofiuco, che si trova a circa 390 milioni di anni luce dalla Terra. I cluster di galassie sono le strutture più grandi dell’Universo tenute insieme dalla gravità, contenenti migliaia di singole galassie, materia oscura e gas caldo.

Al centro dell’ammasso di Ofiuco, c’è una grande galassia che contiene un buco nero supermassiccio. I ricercatori pensano che la fonte dell’eruzione gigantesca sia questo buco nero.

Sebbene i buchi neri siano famosi per attirare materiale verso di loro, spesso espellono prodigiose quantità di materiale ed energia. Ciò accade quando la materia che cade verso il buco nero viene reindirizzata in getti, o raggi, che esplodono verso l’esterno nello spazio e colpiscono qualsiasi materiale circostante.

Le osservazioni di Chandra riportate nel 2016 hanno rivelato per la prima volta cenni dell’esplosione gigante nell’ammasso di galassie di Ofiuco. Norbert Werner e colleghi hanno riportato la scoperta di un insolito bordo curvo nell’immagine dell’ammasso. Hanno valutato la possibilità che potesse trattarsi di una cavità nel gas caldo circostante, scavata dai getti provenienti dal buco nero supermassiccio. Ma alla fine hanno abbandonato l’ipotesi, anche perché sarebbe stata necessaria una quantità di energia enorme per dare luogo a una cavità così grande.

L’ultimo studio di Giacintucci e dei suoi colleghi mostra che in effetti si è verificata un’enorme esplosione. In primo luogo, hanno dimostrato che anche il bordo curvo viene rilevato dall’XMM-Newton, confermando così l’osservazione di Chandra. Il passo avanti nella ricerca è stato realizzato grazie alll’uso di nuovi dati radio dall’MWA e dai dati dell’archivio GMRT per dimostrare che il bordo curvo, circondando una regione densa d’emissione radio, fa effettivamente parte della parete di una cavità. Questa emissione proviene da elettroni accelerati a quasi la velocità della luce. L’accelerazione probabilmente ha avuto origine dal buco nero supermassiccio.

I dati radio si adattano ai raggi X come una mano in un guanto“, ha detto il coautore Maxim Markevitch del Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland. “Questo è la prova decisiva che ci dice che qui si è verificata un’eruzione di dimensioni senza precedenti“.

La quantità di energia richiesta per creare la cavità in Ofiuco è circa cinque volte maggiore del precedente detentore del record,  MS 0735 + 74 , e centinaia e migliaia di volte più grandi dei cluster tipici.

L’eruzione del buco nero deve essere terminata perché i ricercatori non vedono alcuna prova degli attuali getti nei dati radio. Questo arresto può essere spiegato dai dati di Chandra, che mostrano che il gas più denso e più freddo visto nei raggi X si trova attualmente in una posizione diversa dalla galassia centrale. Se questo gas si allontanasse dalla galassia, avrebbe privato il buco nero di carburante per la sua crescita, spegnendo i getti.

Questo spostamento di gas è probabilmente causato dallo “sloshing” del gas intorno al centro del cluster. Di solito la fusione di due ammassi di galassie innesca un tale slancio, ma qui avrebbe potuto essere scatenato dall’eruzione.

L’enigma è che si vede solo una gigantesca regione di emissione radio, poiché questi sistemi di solito ne contengono due sui lati opposti del buco nero. È possibile che il gas sull’altro lato del cluster dalla cavità sia meno denso, quindi l’emissione radio in quel punto si attenua più rapidamente.

Come spesso accade nell’astrofisica, abbiamo davvero bisogno di osservazioni a più lunghezze per comprendere veramente i processi fisici in atto“, ha affermato Melanie Johnston-Hollitt, co-autrice dell’International Center for Radio Astronomy in Australia. “Avere informazioni combinate dai raggi X e dai radiotelescopi ha rivelato questa straordinaria fonte, ma saranno necessari ulteriori dati per rispondere alle molte rimanenti domande poste da questo oggetto“.

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