Un buco nero supermassiccio si è risvegliato dopo quasi 100 milioni di anni di silenzio, eruttando come un autentico vulcano cosmico e ridisegnando lo spazio circostante su una scala quasi inimmaginabile. La scoperta, che riguarda la galassia J1007+3540, ha permesso agli astronomi di catturare alcune delle immagini radio più nitide mai ottenute di un buco nero “rinato”, con getti freschi di plasma magnetizzato che si estendono per quasi un milione di anni luce.
Il risveglio del buco nero e lo scontro con l’ambiente circostante
Al centro di J1007+3540 si trova un buco nero supermassiccio che, dopo un periodo di inattività durato quasi 100 milioni di anni, ha improvvisamente riattivato potenti getti di materia. Ma la cosa davvero spettacolare è quello che succede quando questi getti incontrano l’ambiente esterno. La galassia è immersa in un ammasso di galassie densissimo, riempito di gas estremamente caldo che esercita una pressione enorme. I getti, mentre si espandono verso l’esterno, vengono piegati, compressi e distorti da questa pressione. Creano così una struttura caotica e distorta che si estende nello spazio profondo.
Le osservazioni sono state effettuate con strumenti radio di altissima sensibilità. Il Low Frequency Array (LOFAR) nei Paesi Bassi e il Giant Metrewave Radio Telescope (uGMRT) potenziato, in India. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Le immagini mostrano un getto interno compatto e luminoso. Segno dell’attività recente del buco nero, circondato da una regione più ampia di plasma più vecchio e sbiadito, lasciato indietro da eruzioni precedenti. Come ha spiegato la ricercatrice Shobha Kumari del Midnapore City College in India: “È come guardare un vulcano cosmico eruttare di nuovo dopo ere di calma. Solo che questo è abbastanza grande da scolpire strutture che si estendono per quasi un milione di anni luce nello spazio”.
Un caso raro di AGN episodico
J1007+3540 è un esempio particolarmente chiaro di quello che gli scienziati chiamano AGN episodico. Ovvero una galassia il cui motore centrale, il buco nero, si accende e si spegne ripetutamente su scale temporali cosmiche. La maggior parte delle galassie ospita buchi neri supermassicci, ma solo una piccola frazione produce getti enormi di plasma magnetizzato capaci di emettere onde radio. Questa galassia si distingue perché mostra in modo evidente cicli multipli di attività, con strati di getti giovani incastonati dentro lobi più vecchi e ormai esauriti.
Il dottor Sabyasachi Pal, co-autore dello studio, ha sottolineato che “J1007+3540 è uno degli esempi più chiari e spettacolari di AGN episodico con interazione tra getti e ammasso, dove il gas caldo circostante piega, comprime e distorce i getti”. Le immagini ottenute da LOFAR rivelano che il lobo settentrionale della galassia è pesantemente compresso e deformato, con un flusso curvo di plasma che sembra spinto lateralmente dal gas circostante. I dati di uGMRT mostrano inoltre che questa regione compressa possiede uno spettro radio ultra ripido. Ciò significa che le particelle al suo interno sono molto vecchie e hanno perso gran parte della loro energia.
Un altro dettaglio notevole è una lunga e debole coda di emissione che si estende verso sud ovest. Segno che il plasma magnetizzato viene trascinato attraverso l’ammasso, lasciando dietro di sé una scia diffusa che persiste da milioni di anni. Sistemi come J1007+3540 offrono indizi preziosi su come i buchi neri si comportano nel tempo, su quanto spesso alternano fasi attive e quiescenti, e su come l’ambiente cosmico possa alterare la struttura di intere galassie. Il team di ricerca ha in programma osservazioni ancora più dettagliate con strumenti a risoluzione superiore. Lo scopo è esaminare da vicino la regione centrale di J1007+3540 e seguire il percorso dei getti appena riattivati attraverso questo ambiente complesso.