Il cuore della Via Lattea racchiude i dettagli di un passato turbolento che ha plasmato l’intera evoluzione della nostra galassia. Un team internazionale di astrofisici guidato dall’Università di Ginevra ha finalmente ricostruito con precisione l’origine di Sagittarius A*, il buco nero supermassiccio centrale avente una massa pari a circa quattro milioni di volte quella del Sole. Attraverso complesse simulazioni idrodinamiche e relativistiche ad altissima risoluzione, i ricercatori hanno dimostrato che il gigante cosmico non si è formato per semplice accrescimento isolato, ma è il risultato finale di una drammatica fusione avvenuta circa nove miliardi di anni fa tra la protogalassia della Via Lattea e una galassia satellite ricca di gas. I risultati dello studio, pubblicati su Nature Astronomy (rif.), spiegano per la prima volta in modo coerente l’inclinazione dell’asse di rotazione di Sagittarius A* e la peculiare distribuzione orbitale delle stelle giovani che gli orbitano attorno nel piano parsec centrale.
La dinamica della fusione galattica e l’orientamento dello spin
L’analisi dell’orientamento dello spin di un buco nero supermassiccio fornisce importanti indizi sulla sua storia evolutiva. Se Sagittarius A* fosse cresciuto ingerendo lentamente e in modo continuo il gas della Via Lattea, il suo asse di rotazione risulterebbe oggi perfettamente allineato con il piano principale del disco galattico. Al contrario, le recenti rilevazioni condotte con l’interferometro GRAVITY del Very Large Telescope e le immagini della collaborazione Event Horizon Telescope hanno evidenziato un’inclinazione anomala dell’asse di rotazione.
I nuovi modelli numerici sviluppati al supercomputer svizzero CSCS dimostrano che solo l’impatto con una galassia nana avente circa un decimo della massa della Via Lattea avrebbe potuto deviare in modo così netto l’asse del motore centrale. La collisione ha precipitato enormi quantità di gas e stelle verso il centro, alimentando una fase di rapido accrescimento che ha impresso al buco nero il suo spin attuale, lasciando come traccia visibile un anello stropicciato di stelle ad alta eccentricità.
Un fossile cosmico al centro della galassia
I dettagli dell’evento e il suo impatto sulla comprensione delle dinamiche galattiche sono stati commentati dai diretti responsabili della ricerca. Il primo autore dello studio e professore di astrofisica teorica all’Università di Ginevra, Lucio Mayer, ha spiegato come la scoperta permetta di leggere la storia ancestrale della nostra galassia. “Sagittarius A non è soltanto un oggetto estremo verso cui rivolgere i nostri telescopi, ma rappresenta un vero e proprio fossile cosmico. Risalire all’origine di Sagittarius A* attraverso l’orientamento del suo asse di rotazione ci ha consentito di datare e ricostruire il più grande evento di fusione subito dalla Via Lattea. L’impatto non solo ha plasmato il buco nero centrale, ma ha innescato un violento episodio di formazione stellare i cui resti sono ancora ben visibili oggi nell’ammasso stellare nucleare.”*
Ad approfondire il ruolo delle osservazioni ad alta risoluzione è intervenuta la coautrice dello studio, la dottoressa Elena Rossi dell’Osservatorio di Leida. “La combinazione tra le immagini dell’Event Horizon Telescope e la precisione astrometrica di GRAVITY ci ha fornito i vincoli osservativi di cui avevamo bisogno. Per anni ci siamo chiesti perché le stelle più giovani vicino al buco nero ruotassero su piani orbitali così inclinati e bizzarri. Oggi sappiamo che quell’apparente disordine è la firma lasciata dall’assorbimento del buco nero della galassia ospite secondaria.”
Prospettive per la caccia alle onde gravitazionali
La conferma che l’origine di Sagittarius A* sia legata a una fusione tra buchi neri supermassicci offre un importante punto di riferimento per le future missioni spaziali. Fenomeni di questa portata generano imponenti onde gravitazionali a bassissima frequenza, un segnale che costituisce il bersaglio primario per il futuro osservatorio spaziale LISA (Laser Interferometer Space Antenna) dell’ESA e della NASA.
Comprendere la frequenza con cui i nuclei galattici attivi si fondono permette agli scienziati di affinare i modelli teorici di evoluzione del cosmo primordiale. L’analisi del nostro centro galattico dimostra che anche le galassie apparentemente tranquille come la Via Lattea nascondono un passato segnato da eventi catastrofici che hanno guidato la crescita dei loro cuori oscuri.
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