Esplorando il meccanismo di caricamento del plasma dei getti radio lanciati dai buchi neri

I buchi neri supermassicci nel centro galattico a volte lanciano getti radio, flussi di plasma in rapido movimento che emettono forti segnali radio. Tuttavia, gran parte di queste onde radio rimane poco chiara: come vengono prodotte, in particolare la loro fonte di energia e il meccanismo di caricamento del plasma.

Il vicino buco nero nel cuore della massiccia galassia ellittica M87 è stato recentemente mostrato in immagini radio dalla Event Horizon Telescope Collaboration. L'osservazione ha fornito prove a favore dell'idea che la rotazione del buco nero aziona i getti radio, ma ha fatto poco per chiarire il meccanismo di caricamento del plasma.

Un gruppo di ricerca guidato da Università di Tohoku Gli astrofisici hanno proposto uno scenario promettente che chiarisce il meccanismo di caricamento del plasma nei getti radio.

Secondo recenti scoperte, i buchi neri sono incredibilmente magnetizzati perché i campi magnetici vengono trasportati al loro interno dal plasma magnetizzato delle galassie. IL plasma che circonda il buco nero riceve quindi energia quando l'energia magnetica vicina perde brevemente la sua energia a causa della riconnessione magnetica.

I brillamenti solari traggono la loro energia da questo riconnessione magnetica. Il plasma nei brillamenti solari rilascia raggi ultravioletti e raggi X. Al contrario, la riconnessione magnetica attorno al buco nero può causare emissione di raggi gamma poiché l’energia rilasciata per particella di plasma è molto più elevata di quella di un brillamento solare.

Secondo lo scenario attuale, i raggi gamma irradiati interagiscono tra loro e generano molte coppie elettrone-positrone, che vengono poi caricate nei getti radio.

Secondo lo scenario proposto dagli scienziati, i raggi gamma irradiati interagiscono tra loro e generano molte coppie elettrone-positrone, che vengono poi caricate nei getti radio.

Ciò spiega la significativa concentrazione plasmatica nei getti radio, che è coerente con i dati di M87. Lo scenario afferma inoltre che diversi buchi neri hanno diverse intensità di segnale radio. Sgr A*, il buco nero supermassiccio nel nostro via Lattea, ad esempio, è circondato da getti radio, ma sono troppo deboli e non rilevabili dalle attuali apparecchiature radio.

Inoltre, lo scenario prevede l’emissione di raggi X a breve termine quando il plasma viene caricato in getti radio. Questi segnali di raggi X non vengono rilevati dagli attuali rilevatori di raggi X, ma sono osservabili dai rilevatori di raggi X previsti.

Shigeo Kimura, uno degli autori principali dello studio, disse, “In questo scenario, la futura astronomia a raggi X sarà in grado di svelare il meccanismo di caricamento del plasma nei getti radio, un meccanismo di lunga data mistero dei buchi neri. "

Riferimento della Gazzetta:

1. Shigeo S. Kimura, Kenji Toma et al. Riconnessione magnetica nelle magnetosfere dei buchi neri: caricamento di leptoni nei getti, macchie radio superluminali e bagliori a lunghezze d'onda multiple. I Astrophysical Journal Letters. DOI: 10.3847/2041-8213/ac8d5a