09 Dic 2017 Buchi Neri più Deboli del Previsto
I buchi neri sono famosi per la loro potenza: una stretta gravitazionale tale da divorare intere stelle. Ma in effetti non sono all’altezza delle aspettative in quanto a intensità del campo magnetico. In uno studio pubblicato su Science gli scienziati dell’University of Florida hanno scoperto che questi possenti divoratori cosmici hanno campi magnetici significativamente più deboli del previsto.
Sappiamo che questi mostri cosmici divorano ferocemente ogni oggetto che si avvicina troppo al loro orizzonte degli eventi, il punto di non ritorno. Ma anche se i buchi neri sono alla base di alcuni dei fenomeni più energetici dell’Universo, la fisica del loro comportamento, incluso come si alimentino, rimane oggetto di dibattito.
In particolare si ritiene che la chiave siano le condizioni nell’ambiente vicino al buco nero e il ruolo dei suoi campi magnetici, ma si tratta di elementi difficili da indagare in sistemi distanti. Ora un team internazionale di astronomi ha misurato per la prima volta le proprietà precise del campo magnetico vicino a un buco nero che si trova nella nostra galassia. I risultati, pubblicati su Science, potrebbero aiutarci a comprendere meglio i processi misteriosi in base ai quali i buchi neri ingurgitano materia e si accrescono.
Il nuovo studio riguarda un buco nero che si trova a soli 8000 anni luce dalla Terra ed è parte di un sistema binario, chiamato V404 Cygni. Il sistema è formato da un buco nero con una massa circa 10 volte quella solare. Il vorace oggetto sta inghiottendo materiale da una stella simile al nostro Sole, ma leggermente più fredda, che gli orbita attorno ogni 6,5 giorni. In accoppiate di questo genere parte del materiale della stella precipita verso il buco nero per essere divorato gradualmente, formando un disco di accrescimento. Lungo il suo viaggio il materiale si riscalda, irradia fortemente luce a tutte le lunghezze d’onda e, in presenza di campi magnetici, una piccola porzione di materia viene espulsa sotto forma di potenti getti di plasma caldo a velocità prossime a quella della luce, getti che possono gettare scompiglio nell’ambiente circostante.
Nel Giugno 2015 il sistema V404 Cygni ha prodotto un outburst di questo tipo, che è durato per due settimane. Gli autori dello studio hanno ricavato le misurazioni del campo magnetico nei dintorni del buco nero utilizzando dati raccolti durante questo evento, osservato in molteplici lunghezze d’onda da vari telescopi. Il team ha notato in particolare che la luminosità del sistema è calata improvvisamente e inaspettatamente attorno al 25 Giugno lungo bande di frequenza dai raggi X all’infrarosso. Confrontando questo calo in luminosità con modelli che prevedono come gli elettroni emettano radiazione e perdano energia quando spiraleggiano attorno alle linee del campo magnetico, il team è stato in grado di realizzare una stima molto precisa della forza del campo magnetico, che è risultato molto più debole del previsto. Gli autori dello studio hanno scoperto sorprendentemente che l’intensità del campo magnetico attorno al buco nero è circa 400 volte inferiore rispetto alle attese.
Questo lavoro è importante perché pone le basi per studi futuri di questi straordinari sistemi, al fine di scoprire come si alimentino i buchi neri e come, se nutriti eccessivamente, possano eruttare materia lanciando getti che si allontanano in direzione opposta a velocità prossime a quella della luce. Il sistema V404 Cygni è un ottimo obiettivo da studiare, per la sua altissima luminosità e la sua vicinanza, e può costituire un laboratorio ideale per studi sulle dinamiche di questi misteriosi divoratori cosmici e sul comportamento della materia sotto le condizioni più estreme.
[ Barbara Bubbi ]
https://phys.org/news/2017-12-rare-glimpse-black-hole-magnetic.html
https://phys.org/news/2017-12-black-holes-magnetism-surprisingly-wimpy.html
Credit: Michael McAleer/UF News
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