Un Nuovo Metodo per Scovare Buchi Neri Nascosti

Un Nuovo Metodo per Scovare Buchi Neri Nascosti

Un buco nero di massa stellare non può essere osservato direttamente, tuttavia può essere individuato in caso si nutra del materiale di una stella compagna. I ricercatori dell’Instituto de Astrofísica de Canarias hanno studiato un nuovo metodo per rivelare efficacemente la presenza di buchi neri appartenenti a sistemi binari anche quando non si trovano in fase di accrescimento attivo.

Quando la materia precipita verso il buco nero si forma attorno al divoratore cosmico un disco di accrescimento e, in alcuni casi, questo violento processo produce forti emissioni di radiazione X. I sistemi binari composti da una stella che viene divorata gradualmente da un buco nero sono laboratori fondamentali per comprendere i fenomeni fisici più estremi che avvengono nel cosmo, come il collasso di una stella massiccia in buco nero o stella di neutroni. Finora sono stati individuati nella Via Lattea, grazie a eruzioni improvvise di radiazione X, una sessantina di candidati buchi neri di questo tipo, ma ne sono stati confermati solo una ventina.

Questo è dovuto in parte alle difficoltà insiste nello studiare il moto di una stella compagna in orbita attorno a un buco nero, processo necessario per dedurre la natura dell’oggetto e la sua massa. I ricercatori hanno una conoscenza relativamente limitata della formazione e dell’evoluzione di questo tipo di oggetti a causa del ridotto numero individuato di sistemi binari contenenti un buco nero. È quindi fondamentale lo sviluppo di nuove strategie per scoprire la popolazione nascosta di buchi neri che non sono in fase particolarmente attiva, e pertanto non emettono radiazione X.

I ricercatori dell’Instituto de Astrofísica de Canarias Jorge Casares e Miguel A. Pérez Torres hanno individuato una nuova tecnica per misurare la luminosità di queste coppie binarie con una combinazione di filtri centrati sulla riga dell’idrogeno H-alfa. Le misurazioni forniscono informazioni sull’intensità e sull’ampiezza di questa riga dello spettro elettromagnetico, importante per analizzare i dischi di accrescimento attorno ai buchi neri. In particolare, l’ampiezza della riga dell’idrogeno può essere utilizzata come indicatore della forza del campo gravitazionale, e quindi per rivelare la presenza di un buco nero. Secondo i ricercatori questa tecnica potrebbe rivelare efficacemente nuovi buchi neri appartenenti a sistemi binari durante una fase non attiva.

Per dimostrare l’efficacia di questa tecnica il team ha osservato quattro sistemi in cui è confermata la presenza di un buco nero, utilizzando un insieme di filtri speciali dello strumento ACAM montato sul William Herschel Telescope (WHT) all’osservatorio di Roque de los Muchachos a La Palma, Canarie. I risultati sono stati confrontati con misurazioni dirette dell’ampiezza della riga H-alfa ottenute con lo spettrografo ISIS sul Gran Telescopio de Canarias (GTC). I dati a confronto confermano la validità del nuovo metodo di misurazione.  Secondo i ricercatori un’analisi del dieci per cento della zona del piano galattico con il metodo appena scoperto potrebbe portare all’individuazione di almeno una cinquantina di nuovi sistemi binari con buchi neri, quasi tre volte la popolazione attualmente conosciuta.
[ Barbara Bubbi ]

Nell’immagine rappresentazione artistica di un buco nero che distrugge una stella compagna
Credit: NASA/CXC/M.Weiss

https://phys.org/news/2018-10-astronomers-method-black-holes.html