Webb affronterà la sfida dei brillamenti sconcertanti del buco nero supermassiccio, che si sono dimostrati sia intriganti che frustranti per gli astronomi.

Nel suo primo anno di operazioni, il James Webb Space Telescope della NASA unirà le forze con uno sforzo collaborativo globale per creare un’immagine dell’area che circonda direttamente il buco nero supermassiccio nel cuore della nostra galassia della Via Lattea. L’Event Horizon Telescope (EHT) è famoso per la sua prima immagine dell'”ombra” del buco nero al centro della galassia M87, e ora ha rivolto i suoi sforzi all’ambiente più complesso di Sagittarius A *, il buco nero supermassiccio della Via Lattea. Mentre il nucleo di M87 presentava un bersaglio costante, Sagittarius A * esibisce misteriosi bagliori tremolanti su base oraria, che rendono il processo di imaging molto più difficile. Webb assisterà con le proprie immagini a infrarossi della regione del buco nero, fornendo dati su quando sono presenti brillamenti che saranno un prezioso riferimento per il team EHT.

Durante la prima serie di osservazioni di Webb, gli astronomi useranno il suo potere di imaging a infrarossi per affrontare alcune delle sfide uniche e persistenti presentate dal buco nero della Via Lattea, chiamato Sagittarius A * (Sgr A *; l’asterisco è pronunciato come “stella”). Nel 2017, EHT ha utilizzato la potenza di imaging combinata di otto strutture di radiotelescopi in tutto il pianeta per catturare la prima visione storica della regione immediatamente circostante un buco nero supermassiccio, nella galassia M87. Sgr A* è più vicino ma più debole del buco nero di M87, e brillamenti tremolanti unici nel materiale che lo circonda alterano il modello di luce su base oraria, presentando sfide per gli astronomi.

“Il buco nero supermassiccio della nostra galassia è l’unico noto ad avere questo tipo di flaring, e mentre ciò ha reso molto difficile catturare un’immagine della regione, rende anche Sagittarius A * ancora più scientificamente interessante”, ha detto l’astronomo Farhad Yusef-Zadeh, professore alla Northwestern University e ricercatore principale del programma Webb per osservare Sgr A *.

I brillamenti sono dovuti alla temporanea ma intensa accelerazione delle particelle attorno al buco nero a energie molto più elevate, con corrispondente emissione luminosa. Un enorme vantaggio nell’osservare Sgr A* con Webb è la capacità di catturare dati in due lunghezze d’onda infrarosse (F210M e F480M) contemporaneamente e continuamente, dalla posizione del telescopio oltre la Luna. Webb avrà una visione ininterrotta, osservando cicli di flaring e calma che il team EHT può utilizzare come riferimento con i propri dati, risultando in un’immagine più pulita.

La fonte o il meccanismo che causa il fenomeno sono molto dibattuti. Le risposte su come i brillamenti di Sgr A* iniziano, raggiungono il picco e si dissipano potrebbero avere implicazioni di vasta portata per il futuro studio dei buchi neri, così come la fisica delle particelle e del plasma e persino i brillamenti dal Sole.

L’immagine EHT di M87 è stata la prima prova visiva diretta che la previsione del buco nero di Einstein era corretta. I buchi neri continuano ad essere un terreno di prova per la teoria di Einstein, e gli scienziati sperano che le osservazioni a più lunghezze d’onda attentamente programmate di Sgr A * da EHT, Webb, raggi X e altri osservatori restringeranno il margine di errore sui calcoli della relatività generale, o forse indicheranno nuovi regni della fisica che attualmente non comprendiamo.

Per quanto eccitante possa essere la prospettiva di una nuova comprensione e / o di una nuova fisica, sia Markoff che Zadeh hanno notato che questo è solo l’inizio. “È un processo. Probabilmente all’inizio avremo più domande che risposte”, ha detto Markoff. Il team di ricerca di Sgr A* prevede di richiedere più tempo con Webb negli anni futuri, per assistere a ulteriori eventi di flaring e costruire una base di conoscenza, determinando modelli da razzi apparentemente casuali. Le conoscenze acquisite dallo studio di Sgr A* saranno poi applicate ad altri buchi neri, per imparare cosa è fondamentale per la loro natura rispetto a ciò che rende unico un buco nero.