Il getto di un lontano buco nero illuminato dalla radiazione di fondo

Per gli ultimi 16 anni, il potente occhio del telescopio spaziale Chandra ha esplorato alcuni degli angoli più violenti ed esotici del cosmo. Tuttavia, c'era qualcosa che non aveva ancora mai visto, almeno fino ad oggi: il getto espulso da un lontanissimo buco nero supermassiccio illuminato dalla più antica luce dell'Universo.
Il getto si estende per circa 12 secondi d'arco, che, data la distanza dell'oggetto, corrispondono a circa 300 mila anni luce. Il sistema, noto come B3 0727+409, risale a quando l'Universo aveva appena 2.7 miliardi di anni, un quinto della sua età attuale. All'epoca, la radiazione cosmica di fondo a microonde era molto più intensa, tanto da essere in grado di interagire attivamente con i getti espulsi dal buco nero.

Secondo la ricostruzione effettuata dai ricercatori, gli elettroni che costituiscono il getto viaggerebbero a poco meno della velocità della luce, attraversando il mare di radiazione di fondo e scontrandosi con i fotoni a microonde. Queste collisioni sarebbero abbastanza violente da spostare l'energia dei fotoni dalle microonde ai raggi-X, la porzione dello spettro elettromagnetico entro cui opera Chandra. Questo meccanismo implica che gli elettroni del getto continuino a muoversi a poco meno della velocità della luce per centinaia di migliaia di anni luce, altrimenti non si spiegherebbe l'estensione del getto.

"Poiché stiamo osservando questo getto quando l'Universo aveva meno di tre miliardi di anni di età, il getto è circa 150 volte più luminoso ai raggi-X di quanto lo sarebbe nei nostri dintorni," spiega Aurora Simionescu dell'Agenzia Spaziale Giapponese, la JAXA.

Solitamente, gli elettroni nei getti dei buchi neri risultano molto più luminosi alle lunghezze d'onda radio. Nel caso di B3 0727+409, al contrario, le emissioni in quella parte dello spettro sono quasi del tutto assenti.

"In pratica, ci siamo imbattuti in questo notevole getto solo perché era contenuto nel campo visivo di Chandra mentre stavamo osservando un ammasso galattico," spiega Lukasz Stawarz della Jagiellonian University.

Una scoperta piuttosto inaspettata, insomma, che suggerisce un'affascinante possibilità: simili buchi neri potrebbero essere molto più presenti nei primi miliardi di anni di vita dell'Universo di quanto pensiamo.

"Se i getti di raggi-X possono esistere anche con emissioni radio molto deboli o assenti, significa che ce ne potrebbero essere molti altri là fuori, solo perché non li abbiamo mai cercati sistematicamente," prosegue Stawarz.

"L'attività dei buchi neri supermassicci, compresa l'emissione dei getti, potrebbe essere molto diversa nel giovane Universo rispetto a quanto vediamo oggi intorno a noi," aggiunge Teddy Cheung del Naval Research Laboratory. "Scovando e studiando altri getti così distanti, potremo iniziare a comprendere come i buchi neri supermassicci si evolvano nel corso di miliardi di anni."

Photo Credits: X-ray: NASA/CXC/ISAS/A. Simionescu et al, Optical: DSS