Thomas Dalton
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La luce che fuoriesce da un buco nero può "boomerang" verso la libertà, rivelano nuove immagini a raggi X..
I ricercatori hanno scoperto questo strano comportamento durante la revisione delle osservazioni a raggi X d'archivio di un buco nero che è circa 10 volte più massiccio del nostro sole. Situato a circa 17.000 anni luce dalla Terra, il buco nero sifone materiale da una stella partner; insieme, il buco nero e la stella sono noti come XTE J1550-564.
Le cose possono diventare piuttosto strane intorno a un buco nero. Questi oggetti cosmici eccezionalmente densi esercitano un'attrazione gravitazionale così potente che nemmeno la luce può resistere alla loro attrazione. E gli scienziati hanno recentemente scoperto che la luce si comporta in modo ancora più strano intorno a un buco nero di quanto si pensasse. La luce nel disco di accrescimento di un buco nero - una nuvola di polvere e gas appiattita a spirale che circonda i bordi di un buco nero - a volte può fuoriuscire nello spazio. Ma la luce in partenza dal buco nero dell'XTE J1550-564 non ha seguito il percorso prevedibile. Invece di fuoriuscire direttamente dal disco, la luce è stata invece tirata indietro verso il buco nero e poi riflessa dal disco e lontano dal buco nero "come un boomerang", hanno riferito i ricercatori in un nuovo studio.
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Hanno modellato il disco di accrescimento del buco nero e la sua corona - una zona gassosa a bassa densità molto vicina al buco nero - utilizzando i dati catturati dal Rossi X-ray Timing Explorer, una missione satellitare della NASA ormai defunta che ha studiato i buchi neri, stelle di neutroni e altri oggetti che emettono raggi X tra il 1995 e il 2012.
"In genere, ciò che studiamo è la luce che proviene da quel gas" - la corona - "e rimbalza su questo disco che si sta dirigendo a spirale verso il buco nero", ha detto l'autore principale dello studio Riley Connors, ricercatore post-dottorato in fisica presso il California Institute del Cahill Center for Astronomy and Astrophysics della tecnologia a Pasadena, in California.
Normalmente, il team studia la luce "che proviene da quella corona e colpisce il disco, rimbalzando e poi arrivando ai nostri telescopi. Questo è qualcosa che abbiamo studiato per molto tempo", ha detto Connors .
Questa volta, tuttavia, parte della luce che rimbalzava sul disco del buco nero sembrava provenire dal disco stesso piuttosto che dalla corona; è stato poi trascinato indietro verso il buco nero prima di rimbalzare via.
"La cosa che abbiamo scoperto, che era stata prevista negli anni '70, è che si poteva vedere la luce che proviene dal disco piegato su se stesso", ha detto Connors.
La luce proveniente da diverse regioni attorno al buco nero ha segni di raggi X distintivi che dicono agli scienziati da dove proviene la luce. Quando gli autori dello studio hanno esaminato i dati per XTE J1550-564, hanno visto la luce che veniva riflessa dal buco nero ma aveva "impronte digitali" di emissione che non corrispondevano esattamente a quelle della luce proveniente dalla corona, ha detto Connors. I ricercatori si sono quindi rivolti a modelli computerizzati per spiegare l'anomalia.
Dare una nuova svolta ai buchi neri
Questa scoperta potrebbe aiutare gli scienziati a confermare altri aspetti sfuggenti dei buchi neri, come la velocità con cui ruotano. I ricercatori hanno già capito come si comporta un disco di accrescimento attorno a un buco nero. Aggiungendo questa luce boomerang ai loro modelli di computer, gli astrofisici possono quindi calcolare la velocità di rotazione di un buco nero in base a quanta luce si piega e rimbalza indietro, ha spiegato Connors.
"Forse è un modo più affidabile per misurare la velocità con cui girano i buchi neri", ha detto. '"
Sebbene questo fenomeno sia stato documentato fino ad oggi solo nel sistema XTE J1550-564, questo probabilmente non è l'unico buco nero in cui la luce esegue queste insolite imprese ginniche, ha detto Connors.
"Stiamo iniziando a guardare i dati di altri buchi neri; abbiamo dati da più satelliti a raggi X per dozzine di questi sistemi nella nostra galassia", ha detto. "Pensiamo che dovremmo vederlo in molte altre fonti".
I risultati sono stati pubblicati online il 20 marzo su The Astrophysical Journal.
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