Il James Webb Space Telescope (JWST) ha fornito agli astronomi osservazioni senza precedenti nel medio infrarosso di Sagittarius A (Sgr A ), il buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia. Queste nuove intuizioni stanno aiutando gli scienziati a svelare il mistero dietro i bagliori emessi da questo gigante cosmico e a illuminare ulteriormente il ruolo dei campi magnetici nel modellare la materia attorno ai buchi neri.
Colmare il divario nelle osservazioni dei buchi neri
Per anni, gli scienziati hanno studiato i brillamenti dei buchi neri attraverso varie lunghezze d’onda – vicino infrarosso, radio e altre – ognuna delle quali offre una prospettiva unica su questi eventi energetici. Il problema era un pezzo mancante: i dati nel medio infrarosso. Questa lacuna ha ostacolato una comprensione completa di come si evolvono i brillamenti e dei meccanismi che li guidano. Le osservazioni del JWST, rivelate per la prima volta nel gennaio 2025, riempiono questo vuoto, collegando le lunghezze d’onda infrarosse e radio con dati critici nel medio infrarosso.
Secondo Sebastiano von Fellenberg dell’Istituto Max Planck per la radioastronomia, “I dati del medio infrarosso sono entusiasmanti, perché, grazie ai nuovi dati JWST, possiamo colmare il divario tra i regimi del radio e del vicino infrarosso, che era stato un ‘buco’ nello spettro di Sgr A*”. Questa svolta conferma che i brillamenti si verificano nello spettro del medio infrarosso, il che non è sempre coerente con le osservazioni radio.
Analisi simultanea di lunghezze d’onda multiple
Le capacità del JWST hanno permesso al team di osservare il buco nero a quattro diverse lunghezze d’onda simultaneamente con un unico strumento. Ciò ha permesso loro di misurare l’indice spettrale del medio infrarosso, un passo cruciale nella comprensione della dinamica dei bagliori.
La chiave di questa analisi risiede nel comportamento degli elettroni ad alta velocità attorno al buco nero. Mentre si muovono a spirale lungo le linee del campo magnetico, questi elettroni emettono radiazione di sincrotrone, un sottoprodotto della riconnessione magnetica e del rilascio di energia. Le nuove osservazioni confermano un processo chiamato “raffreddamento del sincrotrone”, in cui questi elettroni perdono energia, alimentando le emissioni del medio infrarosso osservate.
Misurazione dell’intensità del campo magnetico
Questa conferma è significativa perché consente una misurazione indipendente dell’intensità del campo magnetico attorno a Sgr A*. Le misurazioni precedenti si basavano su altri parametri, come la densità elettronica, rendendole meno precise. Von Fellenberg spiega che il nuovo metodo è “abbastanza ‘pulito’ in quanto non devono essere fatte molte ipotesi nella misurazione”, fornendo dati preziosi per modelli teorici che sono stati scarsamente vincolati a questo riguardo.
Il fatto che l’intensità del campo magnetico sia fondamentale per comprendere come funzionano i buchi neri rende questa scoperta un passo avanti nell’astrofisica.
L’importanza dell’osservazione dallo spazio
Queste osservazioni non sarebbero state possibili senza il JWST. L’atmosfera interferisce con le osservazioni terrestri nel medio infrarosso e lo strumento per il medio infrarosso (MIRI) del telescopio, che opera in modalità spettrometro a media risoluzione (MRS), fornisce la sensibilità e la copertura della lunghezza d’onda necessarie per misurare l’indice spettrale.
Come dice von Fellenberg, “Per ottenere una sensibilità così elevata nel medio infrarosso, è necessario andare nello spazio… Inoltre, lo strumento MIRI/MRS è il primo strumento a darti una copertura di lunghezza d’onda così ampia per Sgr A*, un prerequisito per misurare l’indice spettrale, quindi è davvero un doppio smacco!”
In conclusione, le osservazioni nel medio infrarosso del JWST di Sagittarius A* forniscono nuovi dati critici sulla dinamica dei brillamenti del buco nero, consentendo agli scienziati di misurare l’intensità del campo magnetico con una precisione senza precedenti. Questa svolta è una testimonianza della potenza dei telescopi spaziali e affinerà la nostra comprensione di questi enigmatici oggetti cosmici.
