Il buco nero M87*, che si trova a 55 milioni di anni luce dalla Terra e ha una massa pari a circa 6,5 ​​miliardi di Soli, è diventato popolare nel 2019 quando la collaborazione Event Horizon Telescope (EHT) ha catturato quella che è stata definita la "foto del secolo". Lo scorso anno, l'immagine è stata arricchita con altre osservazioni ad altre lunghezze d'onda per produrre la prima foto di un buco nero in luce polarizzata, che è una firma dei campi magnetici. Queste immagini somigliano molto alle previsioni teoriche su come dovrebbero essere i buchi neri supermassicci e il loro ambiente circostante e mostrano un anello dorato di materiale che corre attorno al bordo esterno del buco nero, la superficie che intrappola la luce chiamata orizzonte degli eventi. Ma, nascosto da questo materiale, gli astronomi si aspettavano di trovare un segno distintivo dell'influenza gravitazionale del buco nero, un cerchietto sottile e luminoso chiamato anello fotonico. Per estrapolarlo, però, è stato necessario rimasterizzare i dati, anzi spogliare letteralmente l'immagine originale.

"Abbiamo spento i riflettori per vedere le lucciole", ha detto in una dichiarazione Avery Broderick, astrofisico del Perimeter Institute e dell'Università di Waterloo in Canada e ricercatore capo del progetto. "Siamo stati in grado di fare qualcosa di profondo: risolvere una fondamentale firma della gravità attorno a un buco nero".

m87 buco nero

Un'infografica che mostra come è evoluto l'imaging del buco nero supermassiccio in M87.
Crediti: EHT Collaboration; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Goddi et al.; NASA, ESA e Hubble Heritage Team (STScI/AURA); VLBA (NRAO), Kravchenko et al.; J. C. Algaba, I. Martí-Vidal)

 

L'elaborazione

Il team ha utilizzato un sofisticato algoritmo di imaging integrato con il framework di analisi EHT (Event Horizon Telescope) per isolare ed estrarre l'anello dorato luminoso dalle osservazioni. Gli scienziati sono stati anche in grado di utilizzare questa tecnica per individuare la distinta "impronta" di un getto relativistico esploso dal buco nero. Questi getti vengono creati da materiale attorno ai buchi neri supermassicci che viene inghiottito dal mostro centrale e M87* è un vorace mangiatore di materia. Questo è diverso dal buco nero molto più piccolo nel cuore della Via Lattea, il Sagittario A* (Sgr A*), che consuma così poco materiale che gli scienziati lo hanno paragonato a un essere umano che mangia un chicco di riso ogni milione di anni.

"L'approccio che abbiamo adottato prevedeva di sfruttare la nostra comprensione teorica dell'aspetto di questi buchi neri per costruire un modello personalizzato per i dati EHT",  ha spiegato Dominic Pesce, un membro del team sulla nuova ricerca e un astrofisico del Center for Astrophysics di Harvard & Smithsonian. "Questo modello scompone l'immagine ricostruita nei due pezzi a cui teniamo di più, in modo che possiamo studiare entrambi singolarmente anziché mescolati insieme".