Nel cuore della galassia M87, a oltre 50 milioni di anni luce dalla Terra, si nasconde uno dei fenomeni più spettacolari e misteriosi dell'universo: un buco nero supermassiccio che spara nello spazio getti di plasma incandescente a velocità prossime a quella della luce. Quello che per decenni è stato considerato il getto di materia più studiato dell'astronomia moderna ha finalmente rivelato alcuni dei suoi segreti più nascosti grazie alle straordinarie capacità del telescopio spaziale James Webb. La nuova analisi, condotta da un team internazionale di ricercatori, ha permesso di osservare per la prima volta con tale precisione anche il getto opposto, quello che si allontana da noi e che risulta quasi invisibile agli strumenti tradizionali.
Un secolo di osservazioni astronomiche
La storia di questo straordinario fenomeno cosmico inizia nel 1918, quando l'astronomo Heber Curtis individuò per la prima volta quello che oggi sappiamo essere un getto di buco nero. Da allora, il getto di M87 è diventato un vero e proprio laboratorio naturale per gli astrofisici di tutto il mondo. La galassia che lo ospita è la stessa il cui buco nero centrale è diventato celebre nel 2019 come il primo mai fotografato direttamente, un'immagine che ha fatto il giro del mondo mostrando per la prima volta l'orizzonte degli eventi di questi giganti cosmici.
Nonostante un secolo di osservazioni condotte con i più avanzati telescopi terrestri e spaziali, molti aspetti di questo getto rimanevano enigmatici. Le regioni brillanti che punteggiano il flusso di plasma, alternate a zone più scure dalla caratteristica forma elicoidale, hanno sempre rappresentato una sfida per gli astronomi.
La scoperta del getto nascosto
Maciek Wielgus dell'Istituto di Astrofisica dell'Andalusia e il suo team hanno fatto una scoperta sorprendente analizzando dati originariamente raccolti per tutt'altro scopo. I ricercatori stavano infatti studiando le stelle di M87 quando si sono accorti che nelle immagini infrarosse del James Webb era visibile anche il contro-getto, ovvero il flusso di materia che si dirige nella direzione opposta.
Come spiega lo stesso Wielgus, questa scoperta rappresenta "un esempio molto pratico di quello che gli astronomi dicono spesso: quello che per un astronomo è spazzatura, per un altro sono dati preziosi". Il team ha dovuto sviluppare tecniche sofisticate per eliminare la luce accecante delle stelle e rendere visibile il debole bagliore del getto.
La fisica dei getti cosmici
I nuovi dati hanno permesso di comprendere meglio la natura di alcune strutture particolari. Il primo punto luminoso del getto, denominato HST-1 in onore del telescopio Hubble che lo scoprì, si forma quando il flusso di plasma viene compresso entrando in una regione ad alta pressione. Il fenomeno ricorda le strutture a diamante visibili negli scarichi dei motori a razzo, dove la variazione di pressione crea pattern geometrici caratteristici.
La visibilità del contro-getto ha risolto uno dei puzzle più intriganti dell'astrofisica relativistica. Questo secondo flusso di materia, che si allontana da noi quasi alla velocità della luce, appare molto più debole di quanto sia realmente a causa degli effetti previsti dalla teoria della relatività speciale di Einstein. Solo quando colpisce regioni di gas a pressione diversa il fascio si espande e diventa finalmente osservabile.
Una finestra sulla struttura galattica
L'identificazione di entrambe le estremità dei getti gemelli ha permesso agli astronomi di mappare i confini di una gigantesca bolla di materiale che circonda la galassia M87. Questa scoperta apre nuove prospettive per modellare la distribuzione del gas e della materia nell'ambiente circostante il buco nero centrale. Le osservazioni infrarosse del James Webb, con il loro livello di dettaglio senza precedenti, permetteranno di costruire modelli sempre più accurati delle complesse strutture gassose che popolano questa regione dello spazio profondo.
