I buchi neri sono gli oggetti più strani dell’universo: per il loro mistero e pericolosità tali corpi celesti sembrano essere usciti da un film di fantascienza. I buchi neri di massa stellare con masse di circa dieci soli, ad esempio rivelano la loro esistenza mangiando materiali dalle stelle loro vicine.
In alcuni casi, invece, i buchi neri supermassicci si accumulano al centro di alcune galassie per formare regioni luminose e più compatte meglio conosciute come quasar con masse pari a milioni di miliardi del nostro Sole.
Vi è poi un sottoinsieme di buchi neri chiamati microquasar che con una massa stellare in accrescimento ch possono lanciare getti di plasma altamente magnetizzato.
Cosa sono i QPO?
Un team internazionale di scienziati, tra cui l’astrofisico dell’UNLV (University of Nevada, Las Vegas) Bing Zhang, riporta su Nature una campagna di osservazione dedicata al microquasar galattico soprannominato GRS 1915+105. Il team ha rivelato le caratteristiche di un sistema microquasar che non erano mai state viste prima. Utilizzando il massiccio telescopio radiofonico sferico con apertura di cinquecento metri (FAST) in Cina, gli astronomi hanno scoperto per la prima volta un segnale di oscillazione quasi periodica (QPO) nella banda radio da qualsiasi sistema microquasar.
I QPO sono un fenomeno che gli astronomi usano per capire come funzionano i sistemi stellari come i buchi neri. Sebbene i QPO siano stati osservati nei raggi X dei microquasar, la loro presenza al di fuori di questo contesto, come parte dell’emissione radio del sistema, è unica.
Wei Wang sul segnale QPO
Wei Wang è professore dell’Università cinese di Wuhan, che ha guidato il team che ha fatto la scoperta. L’esperto ha spiegato, tramite alcune dichiarazioni riportate da Phys.org: “Il peculiare segnale QPO ha un periodo approssimativo di 0,2 secondi, o una frequenza di circa 5 Hertz. Un tale segnale non esiste sempre e si presenta solo in particolari condizioni fisiche. Il nostro team ha avuto la fortuna di catturare il segnale due volte, rispettivamente nel gennaio 2021 e nel giugno 2022”.
Secondo Zhang dell’UNLV, direttore del Nevada Center for Astrophysics e uno degli autori corrispondenti dello studio, questa caratteristica unica potrebbe fornire la prima prova dell’attività di un “getto” lanciato da un buco nero galattico di massa stellare. In determinate condizioni, alcuni sistemi binari di buchi neri lanciano un getto, un mix di fasci paralleli di materia carica e un campo magnetico che si muove con una rapidità che si avvicina alla velocità della luce.
Il ruolo dei raggi X
“Nei sistemi di buchi neri in accrescimento, i raggi X di solito sondano il disco di accrescimento attorno al buco nero, mentre le emissioni radio di solito sondano il getto lanciato dal disco e dal buco nero”, ha detto Zhang. “Il meccanismo dettagliato per indurre la modulazione temporale in un getto relativistico non è identificato, ma un meccanismo plausibile sarebbe che il getto sia alla base della precessione, il che significa che la direzione del getto punta regolarmente verso direzioni diverse e ritorna alla direzione originale una volta ogni circa 0,2 secondi”.
Zhang ha affermato che un disallineamento tra l’asse di rotazione del buco nero e il suo disco di accrescimento (gas rotanti estremamente caldi e luminosi che circondano il buco nero) potrebbe causare questo effetto, che è una conseguenza naturale del trascinamento dello spaziotempo vicino a un buco nero in rapida rotazione. “Esistono altre possibilità, tuttavia, e le continue osservazioni di questa e di altre fonti galattiche di microquasar porteranno ulteriori indizi per comprendere questi misteriosi segnali QPO”, ha aggiunto Zhang.
Cosa sono i buchi neri?
I buchi neri possono formarsi a seguito del collasso gravitazionale di una stella massiccia. Quando una stella esaurisce il combustibile nucleare che la sostiene, può esplodere in una supernova, lasciando dietro di sé un nucleo estremamente denso. Se la massa del nucleo supera una certa soglia, chiamata “limite di Tolman-Oppenheimer-Volkoff” (TOV), il collasso continua fino a creare un buco nero.
