Coelum Astronomia 233 - 2019 - Page 118

Coelum Astronomia

118

Il Mistero dei Getti

dei Buchi Neri Supermassicci

Le Meraviglie del Cosmo

di Barbara Bubbi - Universo Astronomia

I buchi neri supermassicci che si annidano nel cuore delle grandi galassie sono, in effetti, dei corpi celesti che per natura sono completamente invisibili: per individuare la loro presenza gli astronomi tipicamente osservano le nubi gassose in orbita attorno a questi corpi estremi. Tuttavia, tali divoratori cosmici possono rivelare la loro presenza anche attraverso la creazione di potenti “getti” di plasma, che portano con sé tanta energia da superare la radiazione emessa dalle stelle della galassia che li ospita. Tali getti relativistici sono tipicamente presenti in coppia, ognuno dei quali si propaga in versi opposti, le cui particelle viaggiano a velocità prossime a quella della luce.

In un recente studio pubblicato su Nature Astronomy, un team di astronomi ha indagato sui processi alla base dell'insolito aspetto di queste stupefacenti “fontane cosmiche”. La stabilità dei getti è impressionante: emergono da regioni estese quanto l’orizzonte degli eventi, per propagarsi così lontano da fuoriuscire nettamente dalla galassia ospite, mantenendo però intatta la forma per una lunghezza pari anche a un miliardo di volte il raggio iniziale. Per capirci, immaginiamo una fontana d’acqua che zampilla da un’apertura di un centimetro e si innalza indisturbata per 10.000 km!

Una volta che i getti si propagano a grandi distanze, tuttavia, perdono coerenza e sviluppano strutture che spesso assomigliano a lobi o pennacchi. I getti devono subire, pertanto, una sorta di instabilità, tale da cambiare completamente il loro aspetto. Negli anni ‘70, due astronomi dell’Università di Cambridge, Bernie Fanaroff e Julia Riley, hanno distinto due classi di getti: quelli la cui brillantezza diminuisce con la distanza dall’origine e quelli che diventano più brillanti alle estremità. Il secondo tipo è circa 100

volte più luminoso del primo e ha un aspetto leggermente differente: le estremità sono simili a pennacchi piuttosto che a flussi sottili e turbolenti.

Il materiale nel getto può raggiungere velocità pari al 99% di quella della luce! Per una particella che si muove così rapidamente il tempo si dilata: in altre parole, lo scorrere del tempo nel getto misurato da un osservatore esterno rallenta, come previsto dalla teoria della Relatività, e occorre quindi più tempo perché le varie parti del getto interagiscano tra di loro, un meccanismo questo che mantiene integro il getto. Tuttavia la perdita di “comunicazione” non dura per sempre: a un certo punto il getto si espande lateralmente, e cala la pressione al suo interno, mentre prevale la pressione del gas circostante, facendo sì che il flusso si contragga. Le varie parti del getto diventano così vicine da poter interagire nuovamente: se alcune zone sono diventate instabili, tali instabilità possono diffondersi, influenzando il getto intero. Quando predomina l’instabilità, diviene tanto catastrofica da non permettere la sopravvivenza del getto, che si trasforma in un pennacchio turbolento.

Rimangono ancora molti misteri da svelare sul comportamento di questi mostri giganteschi ma, a poco a poco, i ricercatori stanno venendo a capo dell'enigma, dimostrando che il loro comportamento potrebbe essere prevedibile.