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SCIENZA

Abbiamo rivelato qualcosa di mai visto prima vicino a un buco nero

C'è qualcosa di veramente insolito vicino a un buco nero: grazie a una serie di studi gli scienziati si sono accorti della presenza di materia calda, cosa che permette nuovi studi e nuovi particolari approcci a questi corpi celesti ancora difficili da esplorare

Possiamo decisamente dirlo: c’è ancora un grandissimo alone di mistero intorno ai buchi neri, corpi celesti dal campo gravitazionale talmente intenso da risucchiare e trattenere qualsiasi cosa gli si avvicini. È anche per questo che gli scienziati ne sono ossessionati e vogliono saperne di più e, a quanto pare, c’è una novità che riguarda della materia calda che sembra quasi "uscire" da uno specifico buco nero.

Attenzione, la parola "uscire" è decisamente forzata, perché non ci sono prove a riguardo. Tuttavia, le recenti osservazioni che gli scienziati hanno fatto sul buco nero Cygnus X-1 sembra rivelare nuovi dettagli su come si comporti l’energia negli spazi immediatamente circostanti a questo corpo stellare.

L’approccio al buco nero e alla materia calda

Per capirci un po’ di più, bisogna fare una piccola premessa. I ricercatori della Washington University di St. Louis hanno deciso di prendere in esame Cygnus X-1, noto agli scienziati per essere una delle sorgenti di raggi X più intense rilevabili dal pianeta Terra. L’obiettivo degli scienziati, capitanati dal professore Henric Krawczynski, docente di fisica e scienze applicate all’università di St.Louis e apprezzato per i suoi studi di astrofisica sperimentale e teoretica, era quello di capire in modo "diverso dal solito" come si comporta Cygnus X-1.

Infatti, Cygnus X-1 "brilla" in modo così evidente perché, con buone probabilità, al suo centro c’è un buco nero la cui massa ammonterebbe a 14,8 volte quella del nostro Sole. Krawczynski ha deciso di usare un approccio diverso, sfruttando la missione Imaging X-Ray Polarimetry Explorer (IXPE) e collaborando con la NASA e l’Agenzia Spaziale Italiana per rilevare delle "misure" diverse da quelle consuete, che generalmente rilevano solo la direzione di arrivo, il tempo di arrivo e l’energia dei raggi X che il buco nero introietta.

Le misurazioni del buco nero e il comportamento della materia calda

Sfruttando Imaging X-Ray Polarimetry Explorer, Krawczynski e il suo team hanno misurato anche la polarizzazione lineare dei raggi X del buco nero. La polarizzazione è risultata fondamentale, perché contiene informazioni su come sono stati emessi i raggi su dove disperdono materiale vicino al buco. L’analisi su Cygnus X-1 è stata sorprendente perché rappresenta la prima osservazione ufficiale ad accrescimento di massa di un buco nero, identificando una "corona di materia calda" che sembra circondare il corpo celeste.

Le misurazioni di Cygnus X-1 e le conseguenti osservazioni sembrano dunque rivelare che esiste del plasma caldissimo che accresce il buco nero e che sembra permanere fuori da esso per un certo lasso di tempo, prima di essere inghiottito. Questa rilevazione è sorprendente, perché fino ad adesso nessuno era mai riuscito a vedere qualcosa che si trovasse così vicino a un buco nero in maniera così nitida e chiara.

È vero, recentemente un buco nero ha emesso degli strani rumori, ma quanto rilevato da Krawczynski e dalla sua squadra è eccezionale, perché nessuna luce, nemmeno quella dei raggi X, può restare indenne o fuoriuscire da un buco nero, mentre i raggi X rilevati con IXPE sembrano essere ben ancorati a una regione di 2.000 km di diametro che circonda il punto più vicino al buco.

La peculiarità del buco nero

Sì, ma perché questo buco nero si comporta così? Secondo Krawczynski e i ricercatori, si tratterebbe di una «firma di un disallineamento del piano equatoriale del buco nero e del piano orbitale del binario. Un disallineamento che potrebbe essere stato acquisito quando la stella progenitrice del buco nero è esplosa». Cosa significa in soldoni? Che se è vero che la materia calda viene attirata verso un buco nero, quella di Cygnus X-1 si estende in maniera insolita, aprendo nuovi interessanti scenari.

Il disallineamento, infatti, estendendo la materia calda in materia perpendicolare (quasi a forma di matita) su due lati, fornisce un forte supporto all’ipotesi che i processi che si svolgono nelle immediate vicinanze dell’apertura del buco nero svolgano a loro volta una sorta di ruolo cruciale per l’emissione/espulsione o per l’inglobamento della materia. In più, questo studio rivela che ci si può approcciare in maniera diversa ai buchi neri, migliorando la comprensione della loro geometria e del modo in cui crescono e si evolvono.

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