L’ultima cena del nostro buco nero

Circa 6 milioni di anni fa il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea si è goduto un bel banchetto: ha ingoiato un enorme boccone di idrogeno interstellare. Ora, molto tempo dopo, possiamo osservare le conseguenze di quel sontuoso pasto.

Il telescopio Hubble ha scoperto che il nostro buco nero ha divorato la sua ultima cena sostanziosa circa 6 milioni di anni fa, quando ha consumato una grande nube gassosa. Dopo il pasto l’ingordo buco nero ha rigurgitato una colossale bolla gassosa della massa equivalente a qualche milioni di Soli, che ora è visibile nelle osservazioni a raggi X e gamma al di sopra e al di sotto del centro galattico.

Le immense strutture, chiamate bolle di Fermi, sono state scoperte per la prima volta nel 2010 dal telescopio Fermi. Ma recenti osservazioni di Hubble relative alla bolla nord hanno aiutato gli astronomi a determinare in modo più accurato l’età delle bolle e come si siano formate.

“Per la prima volta abbiamo tracciato il moto del gas freddo attraverso una delle bolle, cosa che ci ha permesso di mappare la velocità del gas e calcolare quando le bolle si siano formate”, ha detto Rongmon Bordoloi del Massachusetts Institute of Technology, a guida dello studio. “Quello che abbiamo scoperto è che un evento energetico molto potente è avvenuto da 6 a 9 milioni di anni fa. Potrebbe essere stata una nube di gas in caduta nel buco nero, dal quale poi sarebbero fuoriusciti getti di materia, andando a formare i lobi gemelli di gas caldo visibili nelle osservazioni a raggi X e raggi gamma. Da quella volta in poi il buco nero ha fatto solo spuntini”.

Le conclusioni del team si basano su osservazioni del Cosmic Origins Spectrograph (COS) a bordo di Hubble, che ha analizzato la luce ultravioletta proveniente da 47 quasar distanti. L’informazione sulla velocità, composizione e temperatura del gas all’interno della bolla in espansione rimangono impresse nella luce dei quasar quando questa passa attraverso la bolla stessa.

Le osservazioni hanno consentito di misurare la temperatura del gas nella bolla (circa 9.800 gradi Celsius). Persino a questa temperatura il gas è molto più freddo della maggior parte del gas super-caldo presente nel deflusso e osservabile nei raggi gamma, che ha una temperatura di circa 10 milioni di gradi Celsius. Il gas più freddo osservato da COS potrebbe essere gas interstellare del disco galattico che è stato travolto e trascinato nel deflusso estremamente caldo. COS ha identificato inoltre silicio e carbonio come elementi presenti nella nube gassosa, elementi comuni nella maggior parte delle galassie e che rappresentano i prodotti residui dell’evoluzione stellare.

Il gas freddo sta viaggiando attraverso la bolla a 3,2 milioni di chilometri all’ora: mappando il moto del gas gli astronomi hanno stimato che la massa minima del gas freddo catturato in entrambe le bolle sia equivalente a 2 milioni di Soli. Il limite della bolla nord si estende per circa 23.000 anni luce al di sopra del piano galattico.

“I dati di Hubble aprono una nuova finestra osservativa sulle bolle di Fermi”, afferma il coautore dello studio Andrew Fox. “In precedenza sapevamo quanto fossero grandi e quanta radiazione emettessero; ora sappiamo quanto rapidamente si stanno muovendo e quali elementi chimici contengano. È davvero un fondamentale passo avanti”.
[ Barbara Bubbi ]

http://hubblesite.org/news_release/news/2017-10

Illustration Credit: NASA, ESA, and Z. Levy (STScI)