Variazioni record nei venti del buco nero

I buchi neri supermassicci, frenetici divoratori di materia, possono essere davvero voraci e disordinati nel loro pasto. I dischi di accrescimento che circondano i buchi neri, e da cui si nutrono, possono emettere flussi gassosi ultraveloci, o venti, che soffiano nella galassia che li ospita, venti che, secondo nuove misurazioni relative a un buco nero supermassiccio, possono riscaldarsi, raffreddarsi e mutare nel giro di poche ore.

Lo studio è stato pubblicato su Nature.

“Sappiamo che i buchi neri supermassicci influenzano l’ambiente delle galassie che li ospitano e i potenti venti che sorgono nelle vicinanze del buco nero possono rappresentare un mezzo per farlo”, ha detto Fiona Harrison, principal investigator di NuSTAR. “La rapida variabilità, osservata per la prima volta, sta fornendo indizi sul modo in cui questi venti si formino e sulla quantità di energia che possono trasportare nella galassia”.

Questi venti, che viaggiano a un quarto della velocità della luce e portano con sè un’enorme energia, possono influenzare pesantemente la formazione stellare nella galassia che ospita il buco nero, sopprimendola.

Gli scienziati hanno realizzato le osservazioni finora più dettagliate di un deflusso di questo tipo, in uscita dal cuore della galassia attiva IRAS 13224-3809. La temperatura dei venti è cambiata su un orizzonte temporale inferiore ad un’ora, molto più velocemente di quanto osservato in precedenza. Queste misurazioni sono state realizzate utilizzando due telescopi spaziali, NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) della NASA e XMM-Newton dell’ESA.

Il team ha studiato i raggi X provenienti dal bordo del buco nero. Man mano che viaggiano verso la Terra questi raggi passano attraverso i venti e alcune lunghezze d’onda dello spettro vengono assorbite da vari elementi presenti nei venti, ad esempio ferro e magnesio. Esaminando le caratteristiche di assorbimento nello spettro X gli astronomi possono ricavare maggiori informazioni sui componenti del vento.

Osservando lo spettro il team ha notato che le caratteristiche di assorbimento variavano nel volgere di poche ore. Il team ha concluso che i raggi X in realtà riscaldavano i venti a temperature molto alte, cosicché questi non erano capaci di assorbire ulteriormente radiazione X. I venti in seguito si raffreddavano in modo tale da ripristinare le precedenti caratteristiche di assorbimento, per poi dare inizio a un nuovo ciclo.

“È la prima volta che osserviamo come i venti stiano interagendo con la radiazione emessa dal nucleo galattico attivo”, ha detto Michael Parker, primo autore dello studio. “Uno studio ulteriore di questa sorgente probabilmente avrà implicazioni ad ampio raggio sulla nostra conoscenza di come questi venti si formino e vengano alimentati, dove siano posizionati, quanto siano densi e quanto tempo durino, informazioni che porteranno nuova luce sulla nostra comprensione relativa all’interazione tra buchi neri e le galassie che li ospitano”.
[ Barbara Bubbi ]

http://www.caltech.edu/news/temperature-swings-black-hole-winds-measured-first-time-54263

Credit: European Space Agency