Il buco nero J1007+3540 si risveglia dopo 100 milioni di anni

Cento milioni di anni fa, il buco nero al cuore della galassia J1007+3540 spense i suoi getti di plasma e si immerse in un silenzio cosmico che, allora, nessuno avrebbe saputo interpretare. I dinosauri non aviari non erano ancora scomparsi dalla Terra. L’universo continuava a espandersi. E il mostro dormiva. Oggi un team internazionale di astronomi guidato da Shobha Kumari del Midnapore City College in India ha documentato il suo risveglio: nuovi getti di materia magnetizzata che si estendono per quasi un milione di anni luce attraverso lo spazio profondo, in quello che i ricercatori hanno paragonato all’eruzione di un vulcano cosmico.

Le immagini radio ottenute con LOFAR nei Paesi Bassi e con l’uGMRT in India mostrano una struttura stratificata che racconta la storia di questa galassia in modo diretto. All’esterno, un alone di plasma antico e sbiadito — residuo di un’eruzione precedente stimata in diverse centinaia di milioni di anni. All’interno, un getto brillante e compatto, inequivocabile segnale che il motore centrale si è rimesso in moto dopo un’interruzione di circa cento milioni di anni. “È come assistere all’eruzione di un vulcano cosmico dopo ere di calma — ma questo è abbastanza grande da scolpire strutture che si estendono per quasi un milione di anni luce nello spazio”, ha dichiarato Kumari.

Un combattimento nell’oscurità

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Ciò che rende J1007+3540 scientificamente preziosa non è soltanto il risveglio, ma il conflitto che questo risveglio ha innescato. La galassia risiede all’interno di un ammasso massiccio, il cui gas interstellare, riscaldato a temperature estreme, esercita una pressione esterna di gran lunga superiore a quella che la maggior parte delle radiogalassie deve sopportare. I nuovi getti non avanzano in linea retta verso il vuoto: vengono piegati, compressi, deformati da questo mezzo ostile. Le immagini LOFAR mostrano il lobo nord della galassia letteralmente schiacciato e curvato, con il plasma che sembra ricacciato indietro dalla resistenza del gas circostante. I dati uGMRT confermano che quest’area è popolata di particelle antichissime, private di gran parte della loro energia dall’ambiente nel corso di milioni di anni.

Il risultato è una struttura caotica e distorta che non assomiglia a nulla di ciò che i modelli standard avrebbero previsto. Il sistema ha fallito ogni aspettativa di semplicità.

Perché questo conta per l’evoluzione galattica

Questo scontro tra la forza esplosiva del buco nero e la resistenza dell’ammasso non è un fenomeno marginale. Quando i getti iniettano energia cinetica nel gas circostante, possono impedire a quel gas di raffreddarsi e collassare per formare nuove stelle — un meccanismo noto come feedback AGN (Active Galactic Nucleus). La frequenza e l’intensità delle eruzioni determinano quindi il ritmo con cui una galassia cresce o si spegne. La galassia ospite di J1007+3540, una massiccia ellittica le cui stelle si sono formate oltre dodici miliardi di anni fa, produce ancora nuove stelle a un ritmo superiore a cento masse solari all’anno. Il ciclo di distruzione e creazione non è affatto concluso.

I ricercatori segnalano i limiti dello studio. La stima di cento milioni di anni per il periodo di quiescenza si basa su modelli dell’invecchiamento del plasma, che calcolano con quale velocità gli elettroni perdono energia nel tempo — un metodo con incertezze significative alle scale in gioco. L’intervallo è quindi una valutazione ragionata, non una misura diretta, e osservazioni future potrebbero affinarlo. Lo studio esamina inoltre un singolo oggetto: quanto siano comuni cicli simili nell’intera popolazione delle radiogalassie giganti rimane una questione aperta.

Il team ha annunciato osservazioni di follow-up ad alta risoluzione per esaminare il nucleo di J1007+3540 più da vicino e tracciare come i getti appena riattivati si propaghino attraverso il mezzo intracluster. La ricerca è stata pubblicata su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

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