Il buco nero supermassiccio M87* torna al centro dell’attenzione degli astronomi. Grazie all’Osservatorio a raggi X Chandra della NASA, un team internazionale ha ottenuto l’immagine più dettagliata finora del getto di particelle che emerge dal cuore della galassia Messier 87, una delle più studiate dell’universo vicino.
M87* è già un nome storico per l’astronomia moderna: nel 2019 è diventato il primo buco nero mai fotografato dall’umanità grazie all’Event Horizon Telescope. Si trova a circa 55 milioni di anni luce dalla Terra e ha una massa stimata in circa 6,5 miliardi di volte quella del Sole. Mentre attira gas e polveri verso di sé, una parte dell’energia e della materia viene espulsa lungo i poli sotto forma di getti potentissimi, capaci di estendersi per migliaia di anni luce.
Chandra svela una nuova immagine del getto di M87*
I getti di M87* erano già stati osservati in diverse lunghezze d’onda, dalla luce ottica all’infrarosso. La novità riguarda però i raggi X, che ora mostrano una struttura molto più complessa e dinamica rispetto alle osservazioni precedenti. Le immagini di Chandra permettono di distinguere dettagli che prima apparivano fusi tra loro, offrendo agli astronomi una visione più chiara dell’evoluzione del getto nel tempo.
Le osservazioni combinate coprono un arco temporale molto ampio, dal 2012 al 2025, e permettono di seguire i cambiamenti del getto su scale temporali umane. È un risultato importante, perché si tratta di un fenomeno che avviene a decine di milioni di anni luce da noi, ma che può comunque essere monitorato nel corso di pochi anni terrestri.
La responsabile dello studio, Camille Poitras, dottoranda alla Facoltà di Scienze e Ingegneria dell’Università Laval, ha sottolineato che i cambiamenti nel getto erano già visibili, ma non con questo livello di dettaglio nei raggi X. Ora alcune strutture possono essere separate e seguite con maggiore precisione, rendendo più chiaro il comportamento del materiale espulso dal buco nero.
Il mistero del moto “più veloce della luce”
Uno degli aspetti più sorprendenti riguarda alcune strutture del getto, che sembrano muoversi a velocità fino a cinque volte superiori a quella della luce. Non si tratta però di una violazione delle leggi della fisica. Secondo la relatività speciale di Albert Einstein, nulla che abbia massa può raggiungere o superare la velocità della luce.
Il fenomeno è noto come moto superluminale apparente. In pratica, quando materia lanciata a velocità prossime a quella della luce si muove in direzione della Terra, la prospettiva può creare l’illusione di un movimento superiore al limite cosmico. È un effetto ottico, non una scorciatoia per superare la relatività.
Questa illusione, tuttavia, non rende il fenomeno meno interessante. Al contrario, aiuta gli astronomi a misurare meglio la geometria del getto, la direzione del flusso e il modo in cui le particelle vengono accelerate a energie estreme.
Perché questi getti sono così importanti
I getti dei buchi neri supermassicci non sono semplici “spruzzi” di materia. Sono uno dei modi principali con cui questi oggetti influenzano l’ambiente circostante. L’energia rilasciata vicino al buco nero viene trasportata attraverso il getto e depositata nella galassia ospite, contribuendo a modificarne l’evoluzione nel tempo.
Capire il getto di M87* significa quindi comprendere meglio il rapporto tra un buco nero e la galassia che lo ospita. I buchi neri supermassicci non sono soltanto divoratori cosmici nascosti al centro delle galassie: possono anche regolare, disturbare o influenzare la distribuzione dell’energia e della materia attorno a loro.
Le nuove osservazioni sono coerenti con modelli in cui onde d’urto e campi magnetici svolgono un ruolo centrale nella struttura del getto. Quando diverse parti del flusso collidono o interagiscono, le particelle possono essere accelerate a velocità enormi, producendo emissioni intense nei raggi X.
Un passo avanti nello studio dei buchi neri supermassicci
Il lavoro su M87* mostra quanto Chandra resti uno strumento prezioso per seguire fenomeni estremi su lunghi intervalli di tempo. Per Gerrit Schellenberger, astrofisico del Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian e membro del team, questi risultati aiutano a capire come l’energia prodotta vicino a un buco nero supermassiccio venga trasportata e poi rilasciata nella galassia circostante.
La ricerca è stata presentata alla 248ª riunione dell’American Astronomical Society ed è disponibile anche come preprint su arXiv. Il caso di M87* conferma quanto l’osservazione multi-lunghezza d’onda sia ormai essenziale per studiare i buchi neri: nessun telescopio, da solo, può raccontare tutta la storia.
Chandra ha aggiunto un tassello fondamentale. Dopo la storica immagine del 2019, M87* continua a dimostrare che i buchi neri non sono soltanto regioni oscure dello spazio, ma motori cosmici capaci di plasmare l’ambiente intorno a loro su scale immense.
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