Misteriosa accelerazione di lampi di raggi X provenienti da un enorme buco nero

Roma – Misteriosi lampi di raggi X hanno attraversato cieli e galassie provenienti probabilmente da un buco nero di proporzioni massicce. È la tesi di ricercatori del MIT (Massachusetts Institute of Technology) rimasti incollati per anni ai loro telescopi per studiare il fenomeno. Prima un effetto a scomparsa a sorpresa poi una rotazione precaria: così si è manifestato il buco nero in questione, come illustrano in un o studio su Nature. Si tratta dell’1ES 1927+654, massiccio all’circa quanto un milione di soli posizionato in una galassia che dista 100 milioni di anni luce. Nel 2018, gli astronomi del MIT e di altri centri hanno osservato che la corona del buco nero, una nube di plasma bianco e vorticoso, era improvvisamente scomparsa, per poi ricomparire mesi dopo: una novità nell’astronomia dei buchi neri. Al MIT è stato “catturato” lo stesso buco nero mentre mostrava un comportamento ancora più inedito: la produzione di lampi di raggi X a una frequenza in costante aumento. In un periodo di due anni, i lampi, a oscillazioni di millihertz, sono passati da una frequenza ogni 18 minuti a ogni sette minuti; una accelerazione dei raggi X mai osservata da un buco nero. Analizzando le possibili ipotesi riconducibili a questo evento, i ricercatori ritengono che la responsabile possa essere una nana bianca rotante, un nucleo estremamente compatto di una stella morta che orbita attorno al buco nero e che si avvicina pericolosamente al suo orizzonte degli eventi, il confine oltre il quale nulla può sfuggire all’attrazione gravitazionale del buco nero. Se così fosse, la nana bianca avrebbe compiuto un “gioco di equilibrismo” per non cadere dentro al buco nero. “Ciò dimostrerebbe che oggetti come le nane bianche potrebbero vivere molto vicino a un orizzonte degli eventi per un periodo di tempo relativamente lungo” ha dichiarato Megan Masterson del MIT che ha co-diretto la scoperta. Se una nana bianca è alla base del misterioso lampo del buco nero, emetterebbe anche onde gravitazionali in un intervallo che sarebbe rilevabile dagli osservatori di nuova generazione come il Laser Interferometer Space Antenna (LISA) della NASA. “Questi nuovi rilevatori sono progettati per rilevare oscillazioni su scala di minuti, quindi questo sistema di buchi neri offre condzioni ottimalo”, afferma Erin Kara, professore associato di fisica al MIT. Nel 2018 è stato osservato 1ES 1927+654 mentre la corona del buco nero si oscurava, per poi ricostruirsi lentamente nel tempo, in una nube di plasma altamente energetica con emissione di raggi X, i più luminosi nel cielo. Nel 2022, i ricercatori hanno esaminato le osservazioni del buco nero effettuate dall’XMM-Newton dell’Agenzia spaziale europea, un osservatorio spaziale che rileva e misura le emissioni di raggi X da buchi neri, stelle di neutroni, ammassi galattici e altre fonti cosmiche estreme, notando che i raggi X del buco nero sembravano pulsare con frequenza crescente. Tali “oscillazioni quasi periodiche” sono state osservate solo in pochi altri buchi neri supermassicci, dove i lampi di raggi X apparivano con frequenza regolare, ma nel caso di 1ES 1927+654 lo sfarfallio sembrava aumentare costantemente. Il fatto che il lampeggiamento sia stato rilevato nella banda dei raggi X indica la forte possibilità che la sorgente si trovi in un punto molto vicino al buco nero che i ricercatori hanno stimato essere entro pochi milioni di miglia dall’orizzonte degli eventi. Le regioni più interne di un buco nero sono ambienti ad altissima energia, dove i raggi X sono prodotti da plasma caldo e in rapido movimento. È meno probabile che i raggi X siano visibili a distanze maggiori, dove il gas può circolare più lentamente in un disco di accrescimento, cioè una struttura formata da materiale che cade in una sorgente. L’ambiente più freddo del disco può emettere luce ottica e ultravioletta, ma raramente raggi X. Tra le ipotesi indagate del fenomeno, vi sono particolari oscillazioni della corona funzionali ai movimenti che questa compie, o molto più probabilmente a una nana bianca temeraria. Secondo la loro modellazione, i ricercatori stimano che la nana bianca potrebbe essere stata circa un decimo della massa del sole, mentre il buco nero supermassiccio è nell’ordine di 1 milione di masse solari e quando un oggetto si avvicina così tanto a un buco nero supermassiccio, ci si aspetta che vengano emesse onde gravitazionali, trascinando l’oggetto più vicino al buco nero. All’opposto nel corso di avvicinamento, la nana bianca sembrava muoversi a una velocità maggiore, il che spiegherebbe la crescente frequenza delle oscillazioni dei raggi X osservate dai ricercatori. È stato inoltre osservato che mentre la gravità del buco nero può attrarre la nana bianca verso l’interno, la stella rilascia parte del suo strato esterno nel buco nero. Questa perdita agirebbe da contraccolpo, rendendo la nana bianca più compatta e resistente durante l’attraversamento del confine del buco nero. I ricercatori prevedono di continuare a osservare il sistema, con telescopi esistenti e futuri, per comprendere meglio la fisica estrema all’opera negli ambienti più interni di un buco nero.(30Science.com)