VERIFICATO L’EFFETTO BARDEEN-PATTERSON

Così un buco nero mette in riga il proprio disco

Grazie alla simulazione più dettagliata del disco di accrescimento di un buco nero mai realizzata, un team internazionale di ricerca ha potuto confermare una predizione teorica risalente al 1975 sul comportamento della materia che orbita attorno a un buco nero, infine ricadendovi

Questa immagine mostra come la regione interna del disco di accrescimento (rosso) si allinei con il piano equatoriale del buco nero. Il disco esterno è inclinato in altra direzione, mentre il disco interno è orizzontale, segnalando l’allineamento di Bardeen-Petterson. Crediti: S. Tchekhovskoy/Un. Northwestern, Matthew Liska/Un. Amsterdam

Molto di ciò che gli astrofisici sanno sui buchi neri è stato imparato studiando i loro dischi di accrescimento. Senza quell’anello brillante – costituito da gas, polveri e altri detriti stellari – a turbinarvi attorno, non si sarebbe in grado neanche di individuarlo, un buco nero. Non a caso, la recentissima prima foto di un buco nero è in realtà la foto del suo disco di accrescimento, a una risoluzione mai raggiunta prima.

Ora, in uno studio pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, un gruppo di ricerca internazionale a guida olandese spiega come sia riuscito a ottenere la più dettagliata simulazione finora realizzata di un buco nero e del suo disco di accrescimento.

Grazie a questa simulazione, i ricercatori hanno potuto appurare, tra l’altro, che la parte più interna del disco di accrescimento si allinea con il piano equatoriale del proprio buco nero, anche se l’asse di rotazione del disco medesimo non è allineato con quello del buco nero.

Si tratta della conferma del cosiddetto effetto Bardeen-Petterson, proposto nel 1975 dal premio Nobel per la fisica John Bardeen e dall’astrofisico Jacobus Petterson ma mai verificato. Benché possano sembrare sottigliezze, ricostruire l’esatta dinamica dei dischi di accrescimento è la chiave per comprendere come si evolvono e come funzionano in generale i buchi neri.

«Questi dettagli attorno al buco nero possono sembrare piccola cosa, ma influenzano enormemente cosa succede nella galassia nel suo complesso», conferma Alexander Tchekhovskoy della Northwestern University, fra gli autori del nuovo studio. «Essi controllano quanto crescano i buchi neri e quanto velocemente ruotino e, di conseguenza, quale effetto abbiano sull’intera galassia in cui sono ospitati».

La simulazione mostra come la regione interna del disco di accrescimento si allinei con il piano equatoriale del buco nero. Crediti: S. Tchekhovskoy/Un. Northwestern, Matthew Liska/Un. Amsterdam

«Queste simulazioni non solo hanno risolto un problema vecchio di 40 anni, ma hanno dimostrato che, contrariamente a quanto si potesse pensare, è possibile simulare i dischi di accrescimento più luminosi in condizioni di relatività generale completa», commenta in conclusione Matthew Liska dell’Università di Amsterdam, coordinatore dello studio. «Questo spiana la strada per una nuova generazione di simulazioni, che spero possano risolvere i problemi ancora più importanti che ci pongono i dischi di accrescimento».

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