Come Trottolano i Getti del Vorace Buco Nero

05 Mag 2019 Come Trottolano i Getti del Vorace Buco Nero

I getti relativistici espulsi dalle regioni circostanti il buco nero V404 Cygni, intento a divorare una stella compagna, cambiano direzione in tempi rapidissimi. Secondo un nuovo studio, tale singolare fenomeno è dovuto a un effetto di trascinamento dello spazio-tempo, previsto dalla Relatività Generale.

“Non abbiamo mai osservato questo effetto su tempi scala così brevi”, spiega James Miller-Jones dell’International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR), a guida del team che ha utilizzato il Very Long Baseline Array (VLBA) per studiare V404 Cygni, un buco nero di 9 masse solari a 8.000 anni luce di distanza dalla Terra. Il temibile oggetto sottrae materiale da una stella compagna, la cui massa è circa il 70 percento di quella solare. Man mano che il materiale fluisce verso il divoratore oscuro, forma un disco rotante, detto di accrescimento, attorno al buco nero stesso.

In sistemi di questo genere, il materiale nel disco diviene più denso e più caldo via via che diminuisce la distanza dal buco nero, e dalle regioni più interne vengono espulsi getti di materiale in viaggio a velocità estreme, nel caso di V404 Cygni pari al 60 percento della velocità della luce. La precessione del getto osservato nel sistema non era mai stata individuata prima, nonostante i numerosi studi riguardanti V404 Cygni. Per spiegare il fenomeno, occorre fare riferimento a un effetto della Relatività Generale di Einstein, secondo la quale oggetti massicci distorcono lo spazio-tempo e, quando ruotano, trascinano lo spazio-tempo circostante, nel corso di un fenomeno chiamato effetto di trascinamento, o frame-dragging.

In V404 Cygni l’asse di rotazione del buco nero è disallineato rispetto al piano della sua orbita con la stella compagna. Questo fa sì che l’effetto di frame-dragging deformi la parte più interna del disco, e poi trascini la parte distorta con esso, producendo cambiamenti nell’orientamento del getto e la precessione osservata. “Lo si può pensare come il movimento di una trottola quando rallenta”, spiega Miller-Jones. Anche se il disco di accrescimento di V404 Cygni è ampio circa 10 milioni di chilometri, i ricercatori sottolineano che solo la regione più interna, estesa poche migliaia di chilometri, subisce la distorsione, venendo “gonfiata” dalla forte pressione di radiazione fino ad assumere una forma a ciambella che si comporta come un corpo rigido nel corso della precessione.

Le rapide variazioni di direzione del getto hanno indotto gli astronomi a utilizzare nuove strategie di osservazione, riprendendo decine di singole immagini in tempi brevi per poi combinarle insieme. Lo studio è stato pubblicato su Nature. “Siamo rimasti stupefatti da ciò che abbiamo osservato in questo sistema, si è rivelato totalmente inaspettato”, concludono i ricercatori.

Nell’immagine rappresentazione artistica del sistema V404 Cygni
Credit: ICRAR

https://public.nrao.edu/news/black-hole-jets-rapid-wobble/

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