L’immagine qui riprodotta mostra gli effetti di un buco nero che ha già sperimentato almeno due imponenti “cambi di direzione”: già, poiché il suo asse di rotazione punta in una direzione diversa rispetto al passato. L’immagine in banda ottica è presa dalla Sloan Digital Sky Survey, ed è centrata su una radio galassia di nome 4C+00.58. A questa sono sovrapposte le immagini acquisite in banda X (in color oro, dalla sonda Chandra) e nel regime delle onde radio (in blu, dal Very Large Array)

La galassia 4C+00.58 con l'indicazione delle diverse "cavità" (Crediti: NASA/CXC/UMD/Hodges-Kluck et al. Radio: NSF/AUI/NRAO/VLA/UMD/Hodges-Kluck et al. )

La cosa interessante è che al centro di 4C+00.58 si trova un buco nero supermassivo che sta risucchiando a se una grande quantità di gas. Il gas in caduta verso il buco nero forma una struttura a disco, che a sua volta genera delle imponenti forze elettromagnetiche, capaci di convogliare parte del gas in strutture collimate ad alta velocità, i cosiddetti jet radio.

Le immagini in banda X mostrano anche quattro differenti “cavità”, ovvero regioni caratterizzate da una emissione in banda X più bassa della media, che si distribuiscono intorno al buco nero (la foto è stata trattata opportunamente, in modo che le cavità si potessero vedere bene).

Proprio qui viene il bello: secondo lo scenario proposto da un recente studio, l’asse di rotazione del buco nero una volta era diverso, ossia correva su una linea diagonale che partendo dalla regione in alto a destra si prolungava nella zona in basso a sinistra. Dopodichè però successe che la galassia si “scontrò” con un’altra galassia, più piccola (vi sono evidenze di questo dalle informazioni che ci giungono nella banda ottica).

Come conseguenza dell’impatto, si generò un nuovo jet che portava via il gas, a formare appunto le cavità #1 e #2. A seguito di questi notevoli cambiamenti anche l’asse di rotazione del buco nero cambiò direzione, e i jet si spostarono di conseguenza, andando ad estrarre materiale da due diverse zone, le cavità #3 e #4. Ecco il perché di ben quattro cavità, e non due, corrispondenti ai lobi del jet !

La storia non finì qui però, perché si rileva un ulteriore spostamento dell’asse del buco nero, probabilmente dovuto alla fusione con il buco nero nella galassia più piccola, oppure soltanto al materiale in caduta continua sul buco nero stesso.

Insomma, è la tormentata storia di un buco nero senza direzione.. o meglio, con troppe direzioni diverse!

NASA Press Release

Trovare un ago in un pagliaio può anche sembrare semplice, in confronto all’arduo compito di rintracciare due buchi neri molto simili in orbita stretta attorno ad una galassia lontana…

Gli astronomi del National Optical Astronomy Observatory (NOAO) a Tucson hanno trovato quel che appare come un sistema di due buchi neri di grande massa, orbitanti intorno al centro di una galassia: in effetti era già stato ipotizzato che un sistema di tale tipo potese esistere; tuttavia si è reso necessario una tecnica di ricerca innovativa, condotta in maniera sistematica, per riuscire a trovare un esempio di tale rara configurazione.

I due buchi neri appena identificati appaiono separati tra loro da una distanza minima, appena un decimo di parsec. Il sistema scoperto rappresenta senza dubbio il candidato a sistema binario di buchi neri più verosimile mai individuato, e potrebbe portare ad un notevole avanzamento nella comprensione di come i buchi neri di grande massa si formino ed evolvano nella parte centrale delle galassie.

In effetti, subito dopo che una tipica galassia si è formata, è considerato probabile che si formi anche un buco nero di grande massa al suo centro. Poichè però molte galassie non sono isolate ma si trovano in agglomerati noti come ammassi di galassie, è anche possibile che singole galassie arrivino a incontrarsi mentre orbitano intorno al centro dell’ammasso. Il mistero in tal caso è cosa accade ai buchi neri centrali di queste galassie quando queste si incontrano e spesso si fondono insieme.

La teoria predice che questi due buchi neri inizino ad orbitare uno attorno all’altro, e probabilmente con il tempo a fondersi in un unico buco nero di massa ancora più grande. Al momento i dati raccolti dagli scienziati con NOAO indicano la presenza di due buchi neri, uno di massa pari a 20 milioni di volte quella del nostro Sole (!) e un altro addirittura 50 volte più grande…

National Optical Astronomy Observatory Press Release

Osservazioni davvero uniche delle rapide variazioni della radiazione luminosa che circonda due buchi neri hanno fornito nuove informazioni sull’energia colossale che fluisce all’interno di questi sistemi…

In particolare, è stato accuratamente monitorato il grado di correlazione tra le variazioni di luce visibile e quelle analoghe in banda X, su tempi molto corti: questo ha permesso agli astronomi di mostrare come i campi magnetici giochino un ruolo cruciale nel governare il modo in cui i buchi neri “ingoiano” parte della materia dello spazio a loro circostante.

Credits: ESO/L. Calcada

Nella figura si vede una ricostruzione artistica dei sistemi studiati dagli astronomi, utilizzando lo strumento ULTRACAM attaccato al Very Large
Telescope di ESO. Gli oggetti indagati si chiamano Swift J1753.5-0127 e GX 339-4, e ognuno di questi contiene un buco nero ed una normale stella, separati da pochi milioni di chilometri. Tale distanza è piuttosto piccola, in realtà, se si considera che è appena il dieci per cento della distanza che separa Mercurio dal nostro Sole. A motivo della vicinanza dei due oggetti (stella e buco nero), vi è un flusso di materia che viene strappato dalla stella e cade verso il buco nero, formando un disco di gas caldo intorno a questo.

Per la diverse collisioni, la materia si scalda raggiungendo temperature anche di milioni di gradi. Vicino al buco nero, intensi campi magnetici nel disco accelerano questo gas caldo forzandolo in alcuni getti molto densi che fuoriescono in direzioni opposte allontanandosi dal buco nero.

Il periodo orbitale di Swift J1753.5-0127 è di poco più di tre ore, il che lo rende il più veloce buco nero mai trovato finora. A differenza di questo, il periodo di GX 339-4 è ben più lungo, essendo di circa 1,7 giorni.

ESO Press Release