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18 Luglio 2018
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    Gli astronomi della NASA, utilizzando i dati dell’Osservatorio a raggi X Chandra della NASA e dati nell’infrarosso del Very Large Telescope dell’ESO, hanno simulato un viaggio nello spazio e nel tempo nei pressi di Sagittarius A*, il grande buco nero che domina il centro della nostra galassia.

    Gli astronomi della NASA, utilizzando i dati dell’Osservatorio a raggi X Chandra della NASA e dati nell’infrarosso del Very Large Telescope dell’ESO, hanno simulato un viaggio al Centro della Via Lattea, la nostra galassia. Un vero e proprio viaggio nello spazio e nel tempo, dal punto di vista di un’osservatore che si trovi “seduto” sull’orizzonte degli eventi del buco nero al centro della Via Lattea, Sagittarius A*, un mostro cosmico con massa di circa 4 milioni di volte quella del Sole.

    Il risultato è questo video navigabile a 360° che immerge lo spettatore nella simulazione del centro della nostra galassia, in evoluzione nel tempo. Il video mostra inoltre due simulazioni diverse, entrambe con inizio 350 anni nel passato e della durata di 500 anni.

    La prima ci mostra Sgr A * in uno stato di calma, guardandoci attorno siamo in grado di vedere circa 25 stelle Wolf-Rayet (oggetti bianchi e scintillanti) in orbita attorno a Sgr A * che espellono venti stellari (in una scala di colori che va dal nero al rosso al giallo). Venti che possiamo vedere scontrarsi tra di loro,  mentre alcune bolle di materiale (in giallo) spiraleggiano verso Sgr A * contribuendo ad accrescere la sua massa.

    La seconda simulazione ci mostra invece un Sgr A * più violento che espelle il suo stesso materiale, e vediamo così sparire le bolle di materiale di accrescimento che potevamo vedere nella prima simulazione.

    La simulazione dei 30 giganti stellari, le stelle Wolf-Rayet, che orbitano entro circa 1,5 anni luce dal centro della nostra Galassia,  è stata ottenuta grzie ai dati in infrarosso del VLT. Potenti venti di gas fluiscono dalla loro superficie,  trasportando parte del loro strato esterno nello spazio interstellare. Qui i gas espulsi si scontrano con gas espulsi in precedenza da altre stelle producendo onde d’urto, simili a boom sonici, che permeano tutta l’area scaldando il gas fino a milioni di gradie e facendolo brillare nei raggi X. È qui che entrano in campo le osservazioni provenienti da Chandra, che hanno fornito i dati essenziali sulla distribuzione e la temperatura di questo gas.

    Ma non è solo un bel gioco… tanto lavoro non è stato fatto solo per concederci questa straordinaria esperienza immersiva “virtuale”. Gli astronomi, coordinati da Christopher Russell dell’Università pontificia del Chile, sono infatti interessati a capire meglio quale ruolo giocano queste stelle Wolf-Rayet nel quartiere cosmico al centro della Via Lattea. In particolare, come interagiscono le stelle con il loro vicino, dominante del centro galattico: il buco nero supermassiccio Sagittario A *.

    Dominante ma invisibile, Sgr A * ha una massa equivalente a circa quattro milioni di Soli. La forte gravità di Sgr A * tira verso il suo interno bolle di materiale, che le forze di marea allungano man mano che si avvicinano al buco nero.  Ma Sgr A *  non si limita ad attrarre materiale: occasionalmente esplosioni nella sua periferia provocano un espulsione di materiale (outburst) che si espande con violenza verso l’esterno, con l’effetto di eliminare parte del gas prodotto dai venti Wolf-Rayet, come possiamo appunto vedere nella seconda parte del filmato.

    Nell'immagine una visualizzazione del centro della nostra galassia, possiamo distinguere le stelle brillanti e bianche, le bolle di materiale in giallo (clump) e sulla destra una di queste stirata dalle forze mareali del buco nero, i gas dispersi dai venti e i fronti di collisione che emettono radiazione X. Crediti: NASA/CXC/Pontifical Catholic Univ. of Chile /C.Russell et al.

    Gli astronomi hanno quindi utilizzato queste simulazioni per comprendere la presenza di emissioni in raggi X, rilevate da Chandra, dalla forma di un disco che si estende per circa 0,6 anni luce dal buco nero.  Il loro lavoro ha mostrato che proprio la collisione tra i venti generati dalle stelle e il materiale espulso dall’outburst alimentato dal buco nero, crea emissioni in raggi X che dipendono sia dalla forza delle esplosioni che dal tempo trascorso dall’esplosione.

    Le informazioni fornite dal confronto dei modelli teorici con i dati in raggi X osservati,  hanno portato Russell e colleghi a determinare che Sgr A * ha molto probabilmente ha avuto un outburst relativamente potente iniziato negli ultimi secoli, che sta ancora colpendo la regione intorno a lui nonostante si sia concluso circa un secolo fa.

    Il video a 360 gradi del Centro Galattico è ottimizzato per occhiali per realtà virtuale (VR), come i Samsung Gear VR o i Google Cardboard, ma la navigazione è anche possibile cliccando sulla rotella con le quattro direzioni nell’angolo in alto a sinistra nel video YouTube e trascinando il video nella direzione voluta. Da smartphone poi è possibile utilizzare i sensori di posizione muovendolo per guardarsi attorno, come fosse una finestra nello spazio, come per tutti i video a 360°.


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