No, non è una rivisitazione moderna dell’occhio di Sauron, il simbolo del suo potere nella celebre saga di Tolkien, bensì di una nuova immagine ad altissima risoluzione di un blazar, un tipo di galassia attiva alimentata da un buco nero supermassiccio che divora materia al centro della galassia stessa. Il protagonista è Pks 1424+240, situato a miliardi di anni luce dalla Terra, un oggetto celeste che ha permesso agli astronomi di fare luce su uno dei misteri dell’astrofisica contemporanea: l’origine delle potenti emissioni di raggi gamma e neutrini da un blazar apparentemente “quieto”.
Lo studio, pubblicato su Astronomy & Astrophysics Letters, è il risultato di un lavoro internazionale coordinato dal Max Planck Institute for Radio Astronomy nell’ambito del progetto Muses (Multi-messenger Studies of Energetic Sources), finanziato dall’European Research Council (Erc).
Una straordinaria immagine del getto di plasma del blazar PKS 1424+240, osservato frontalmente. Il getto è attraversato da un campo magnetico toroidale quasi perfetto (rappresentato in arancione). Crediti: Y.Y. Kovalev et al.
Pks 1424+240 è classificato come blazar, una particolare tipologia di nucleo galattico attivo che lancia un getto di plasma a velocità prossime a quelle della luce, orientato quasi perfettamente nella direzione della Terra. Nonostante la sua eccezionale luminosità nei raggi gamma ad altissima energia, e la sua identificazione come sorgente di neutrini da parte dell’osservatorio IceCube, il suo getto radio appariva insolitamente lento, in apparente contraddizione con le aspettative teoriche, secondo cui solo i getti più veloci possono produrre emissioni così intense ad alta energia.
La chiave per risolvere questo enigma è arrivata grazie a 15 anni di osservazioni radio estremamente precise condotte con il Very Long Baseline Array (Vlba), una rete di radiotelescopi distribuiti in tutto il mondo che sfrutta la tecnica dell’interferometria a lunghissima base (Vlbi), permettendo di ottenere immagini con una risoluzione angolare equivalente a quella di un telescopio grande quanto la Terra.
La geometria del blazar gioca un ruolo cruciale nella comprensione del fenomeno: l’allineamento quasi perfetto tra il getto e la nostra linea di vista amplifica la luminosità apparente del blazar fino a un fattore 30, a causa degli effetti della relatività speciale. Al tempo stesso, il getto appare muoversi lentamente a causa di effetti prospettici, creando una sorta di illusione ottica.
Uno sguardo all’interno del cono del getto di plasma del blazar PKS 1424+240 con un radiotelescopio del Very Long Baseline Array (VLBA). Crediti: Nsf/Aui/Nrao/B. Saxton/Y.Y. Kovalev et al.
Questa configurazione frontale ha consentito di osservare direttamente il cuore del getto e analizzare la polarizzazione della radiazione radio, permettendo al team di mappare la struttura del suo campo magnetico. I dati suggeriscono una forma elicoidale o toroidale, elemento chiave per comprendere i processi che accelerano le particelle a energie estreme, inclusi i protoni responsabili della produzione dei neutrini.
La risoluzione di questo mistero rappresenta un importante traguardo per il programma Mojave, un progetto decennale dedicato al monitoraggio dei getti relativistici nelle galassie attive, che ha sfruttato a pieno le potenzialità dell’interferometria radio ad altissima risoluzione.
Questo risultato rafforza il legame tra i getti relativistici, i neutrini ad alta energia e il ruolo dei campi magnetici nella formazione dei nuclei galattici attivi alimentati da buchi neri supermassicci come acceleratori cosmici, segnando una nuova pietra miliare nell’ambito dell’astronomia multimessaggera.
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