Gli astrofisici producono l’immagine dell’anello di fotoni del buco nero supermassiccio di M87


L’emissione di M87 è stata risolta in un anello luminoso e sottile (mappa a colori arancione), derivante dalla sequenza infinita di immagini aggiuntive della regione di emissione, e nell’immagine primaria più diffusa, prodotta dai fotoni che giungono direttamente verso la Terra (nei contorni blu); se osservate alla risoluzione di imaging dell’Event Horizon Telescope, le due componenti si confondono; tuttavia, ricercando separatamente l’anello sottile, è possibile affinare la visione di M87, isolando l’impronta digitale della forte gravità.

L’immagine del buco nero nel cuore della galassia Messier 87 (M87) è stata rielaborata per svelare l’anello di luce creato dai fotoni che sferzano attorno all’oggetto, lanciati dall’enorme influenza gravitazionale.


Nell’aprile 2019, la Collaborazione Event Horizon Telescope (EHT) ha pubblicato immagini straordinarie di M87, un buco nero supermassiccio al centro di Messier 87, una galassia ellittica distante circa 53 milioni di anni luce nella costellazione della Vergine. Ora gli astrofisici hanno combinato previsioni teoriche e sofisticati algoritmi di imaging per rimasterizzare le immagini originali di M87. I risultati sono coerenti con le previsioni teoriche e offrono nuovi modi per esplorare questi oggetti misteriosi.

L’immagine di M87 che gli scienziati dell’EHT hanno presentato nel 2019 è stata una pietra miliare, ma il dottor Avery Broderick, astrofisico del Perimeter Institute e dell’Università di Waterloo, e i suoi colleghi ritenevano di poter affinare l’immagine e trarre nuovi spunti lavorando in modo più intelligente, non più difficile.

Hanno applicato nuove tecniche software per ricostruire i dati originali del 2017 alla ricerca di fenomeni che le teorie e i modelli prevedevano si nascondessero sotto la superficie.

La nuova immagine risultante raffigura l’anello di fotoni, composto da una serie di sotto-anelli sempre più nitidi, che hanno poi impilato per ottenere l’immagine completa.

Abbiamo spento il faro per vedere le lucciole“, ha detto il dottor Broderick.

Siamo riusciti a fare qualcosa di profondo: risolvere una firma fondamentale della gravità intorno a un buco nero“.

Essenzialmente ‘staccando’ gli elementi dell’immagine, l’ambiente intorno al buco nero può essere chiaramente rivelato“, ha detto il dottor Hung-Yi Pu, astrofisico della National Taiwan Normal University.

Per raggiungere questo obiettivo, i ricercatori hanno utilizzato un nuovo algoritmo di imaging all’interno del framework di analisi EHT THEMIS per isolare ed estrarre la distinta caratteristica dell’anello dalle osservazioni originali di M87 e rilevare l’impronta rivelatrice di un potente getto che si sprigiona dal buco nero.

I risultati confermano le previsioni teoriche e offrono nuovi modi per esplorare questi oggetti misteriosi, che si ritiene risiedano nel cuore della maggior parte delle galassie.

L’approccio che abbiamo adottato consiste nello sfruttare la nostra comprensione teorica dell’aspetto di questi buchi neri per costruire un modello personalizzato per i dati dell’EHT“, ha dichiarato il dottor Dominic Pesce, astrofisico presso il Centro di astrofisica di Harvard e dello Smithsonian.

Questo modello scompone l’immagine ricostruita nei due pezzi che ci interessano di più, in modo da poterli studiare singolarmente anziché mescolarli insieme“.

Il risultato è stato possibile perché l’EHT è uno strumento computazionale“, ha detto il dottor Broderick.

Dipende dagli algoritmi come dall’acciaio. Sviluppi algoritmici all’avanguardia ci hanno permesso di sondare le caratteristiche chiave dell’immagine e di renderizzare il resto nella risoluzione nativa dell’EHT“.

Con l’aggiunta di altri telescopi e la costruzione dell’EHT di nuova generazione, la maggiore qualità e quantità di dati ci consentirà di porre vincoli più definitivi su queste firme che solo ora stiamo intravedendo“, ha dichiarato il dottor Paul Tiede, astrofisico del Centro di astrofisica di Harvard e dello Smithsonian e della Black Hole Initiative dell’Università di Harvard.

I risultati sono pubblicati sull’Astrophysical Journal.

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