Un imponente uragano spaziale, alimentato da uno dei fenomeni più violenti del cosmo, sta trasformando radicalmente la visione scientifica relativa all’interazione tra i buchi neri supermassicci e le strutture galattiche. Per molto tempo si è ritenuto che tali entità fossero semplicemente giganteschi divoratori cosmici destinati ad attrarre e inghiottire materia senza sosta. Tuttavia, recenti indagini ad elevata accuratezza nella banda dei raggi X mostrano una realtà decisamente più dinamica: il materiale spinto verso il centro non si limita a cadere al suo interno, ma scatena potenti tempeste di plasma capaci di attraversare distanze intergalattiche.
Le rilevazioni presentate sulla rivista Nature Astronomy si concentrano sul quasar H1821+643, situato nella costellazione del Dragone a una distanza di approssimativamente 3,4 miliardi di anni luce dalla Terra. Il cuore di questo sistema ospita un buco nero supermassiccio immerso in un fitto ammasso galattico. La ricerca, condotta dalla squadra del professor Satoshi Yamada del Frontier Institute for Interdisciplinary Sciences presso la Tohoku University, insieme ai colleghi della Kanazawa University e della Tokyo Metropolitan University, ha evidenziato che i venti cosmici generati mostrano un’energia cinetica circa cento volte superiore rispetto alle stime dei modelli teorici tradizionali.
Il ruolo del satellite XRISM e la portata dell’uragano
Questo risultato straordinario è stato ottenuto grazie alla strumentazione avanzata presente a bordo del satellite XRISM (X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission), progetto nato dalla collaborazione tra l’agenzia spaziale giapponese JAXA, la NASA e l’Agenzia Spaziale Europea (ESA). A differenza degli strumenti ottici o radio tradizionali, XRISM ha impiegato lo spettrometro a microcalorimetro Resolve per calcolare con estrema precisione lo stato termico e lo spostamento del gas ad alta energia. Studiando le linee di emissione degli ioni di ferro nel plasma surriscaldato brillante nei raggi X, gli studiosi sono riusciti a tracciare la turbolenza e la dispersione del materiale con una definizione inedita.
Gli esiti più sconvolgenti riguardano le dimensioni e la potenza del fenomeno. Se fino a oggi si pensava che i venti del disco di accrescimento rimanessero confinati nella galassia ospitante, le misurazioni di XRISM rivelano che il flusso si estende nel mezzo intergalattico fino a circa 300.000 anni luce di distanza. Considerando che la Via Lattea possiede un diametro di circa 100.000 anni luce, la portata di questa tempesta equivale a tre volte l’estensione della nostra galassia. Inoltre, l’energia cinetica immessa nell’atmosfera dell’ammasso galattico corrisponde a quella rilasciata dalla contemporanea esplosione di diversi miliardi di supernovae.
Fisica dell’espulsione e impatto sulla nascita stellare
La ragione per cui la materia viene scagliata all’esterno risiede nelle leggi della fluidodinamica e del magnetismo in contesti estremi. Precipitando verso il buco nero, il gas interstellare si dispone in un disco di accrescimento rotante prima di oltrepassare l’orizzonte degli eventi. In questa struttura, la forte gravità e l’attrito portano il materiale a temperature di milioni di gradi Celsius, ionizzandolo completamente in plasma. L’intensa pressione di radiazione e l’intreccio dei campi magnetici spingono gran parte del gas verso l’esterno a velocità relativistiche, creando venti e getti potentissimi anziché consentirne l’assorbimento.
Le conseguenze di questo processo sono fondamentali per spiegare il meccanismo di feedback galattico e il motivo per cui le galassie più imponenti smettono di formare nuove stelle entrando in quiescenza. Poiché le stelle traggono origine dal raffreddamento e dal collasso gravitazionale di nubi di gas molecolare freddo, l’uragano a raggi X agisce come un termostato cosmico: riscaldando o espellendo le riserve di gas, interrompe l’attività della fabbrica stellare. Dimostrare che tali venti raggiungono centinaia di migliaia di anni luce di distanza conferma che questi oggetti, pur occupando un volume limitato, rappresentano i veri architetti dell’universo.
A cura della redazione
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