CON GETTI A OLTRE 200 MILIONI DI KM ALL’ORA

Sbalzi record attorno al buco nero

Registrate nell’arco di poche ore variazioni paragonabili a quelle che si osservano nei quasar nel corso di mesi. Lo studio, condotto con i telescopi spaziali Nustar e Xmm-Newton, è pubblicato oggi su Nature. Ce ne parla una delle autrici, Barbara De Marco, del Nicolaus Copernicus Center di Varsavia

Rappresentazione artistica di un buco nero supermassiccio con emissione di raggi X proveniente dalla sua regione interna (in rosa) e venti ultraveloci in uscita dal disco circostante (in viola). Crediti: Esa

Avete presente la bora? Il suo record di velocità s’aggira attorno ai 190 km/h. Vi pare tanto? Il “vento” descritto oggi su Nature viaggia a oltre 200 milioni di km/h, con punte che toccano un quarto della velocità della luce. Vento di materia, getti di gas – outflows è il termine tecnico – in uscita dal buco nero supermassiccio che risiede nel cuore della galassia a nucleo attivo (Agn) IRAS 13224-3809, per giorni nel mirino dei telescopi spaziali Nustar della Nasa e Xmm-Newton dell’Esa.

«Spesso abbiamo un’unica osservazione di un oggetto particolare, poi parecchi mesi o anche anni più tardi lo osserviamo di nuovo per vedere se c’è stato qualche cambiamento», dice il primo autore dell’articolo, Michael Parker, dell’Istituto di astronomia di Cambridge, nel Regno Unito. «Grazie invece a questa lunga campagna di osservazione, per la prima volta abbiamo potuto osservato cambiamenti nei venti su un orizzonte temporale inferiore a un’ora». Cambiamenti come le variazioni di temperatura, dovute alla radiazione X. E nell’impronta chimica del gas, per la quale si sono riscontrati mutamenti centinaia di volte più rapidi di quanto visto in precedenza.

I venti ultraveloci provenienti dai dintorni dei buchi neri sono noti ormai da tempo, più volte ne abbiamo parlato anche qui su Media Inaf. Quali sono dunque le novità più rilevanti emerse da questo studio? Lo abbiamo chiesto a una delle autrici dell’articolo, Barbara De Marco, originaria di Reggio Calabria (dove ha frequentato il Liceo scientifico “L. da Vinci”, culla di tanti campioni delle Olimpiadi d’astronomia) e oggi ricercatrice in Polonia, al Nicolaus Copernicus Astronomical Center di Varsavia, dopo aver fatto tappa a Bologna, Trieste, Madrid e Monaco di Baviera.

Barbara De Marco

«La novità più rilevante è data dall’essere riusciti a osservare la risposta diretta del vento alle variazioni della radiazione X ionizzante emessa dalle zone centrali dell’Agn. In termini un po’ più tecnici, a un aumento di flusso X ionizzante si osserva una diminuzione dell’intensità delle righe di assorbimento prodotte da questo vento ultraveloce».

Come ci siete riusciti? 

«È stato possibile grazie all’ottima qualità dei dati ottenuti dai satelliti Xmm e Nustar (una campagna osservativa della durata di ben 1.5 milioni di secondi, pari a oltre 17 giorni!) e al fatto che la radiazione X emessa da IRAS 13224 varia molto più velocemente che in altre sorgenti in cui venti ultraveloci sono stati rivelati in passato».

Cosa c’entra la radiazione X con questi venti ultraveloci?

«La radiazione X emessa da un Agn è una conseguenza del processo di accrescimento del gas sul buco nero. Questa radiazione proviene dalle zone più interne, a distanze di pochi raggi gravitazionali dal buco nero. Per quanto riguarda la natura dei venti l’argomento è molto dibattuto. In particolare, non è chiaro quale sia il meccanismo che porta alla loro formazione, quale sia la loro geometria e quale sia l’influenza che questi venti hanno sulle proprietà della galassia ospite (il cosiddetto feedback). Lo studio effettuato su IRAS 13224 dimostra una chiara connessione tra il processo di accrescimento e le proprietà del vento, rappresentando un importante passo avanti verso una comprensione maggiore di questo fenomeno».

Qual è stato il suo contributo alla scoperta?

«IRAS 13224 mostra fenomeni di variabilità X estremi, e le mie competenze in questo campo mi hanno permesso di entrare a far parte del team di ricercatori che ha stilato la proposta osservativa che ci ha permesso di ottenere questi dati. Importante in tutto questo è stato l’essere riuscita, con il mio lavoro, a dare un contributo rilevante in un campo di ricerca molto attivo e promettente, quale è lo studio dei fenomeni di variabilità X negli Agn».


Per saperne di più:

  • Leggi su Nature l’articolo “The response of relativistic outflowing gas to the inner accretion disk of a black hole”, di Michael L. Parker, Ciro Pinto, Andrew C. Fabian, Anne Lohfink, Douglas J. K. Buisson, William N. Alston, Erin Kara, Edward M. Cackett, Chia-Ying Chiang, Thomas Dauser, Barbara De Marco, Luigi C. Gallo, Javier Garcia, Fiona A. Harrison, Ashley L. King, Matthew J. Middleton, Jon M. Miller, Giovanni Miniutti, Christopher S. Reynolds, Phil Uttley, Ranjan Vasudevan, Dominic J. Walton, Daniel R. Wilkins e Abderahmen Zoghbi