Le osservazioni combinate di due generazioni di telescopi spaziali a raggi X hanno ora rivelato un quadro più completo della natura dei venti ad alta velocità espulsi da enormi buchi neri. Lo scienziato che ha analizzato le osservazioni ha scoperto che i venti collegati a questi buchi neri possono viaggiare in tutte le direzioni e non solo un fascio stretto come si pensava in precedenza. I buchi neri risiedono al centro di galassie e quasar attivi e sono circondati da dischi di accrescimento della materia. Tali ampi venti espansivi hanno il potenziale per effettuare la formazione stellare in tutta la galassia ospite o quasar. La scoperta porterà a revisioni nelle teorie e nei modelli che spiegano più accuratamente l'evoluzione di quasar e galassie.
Le osservazioni sono state dei telescopi spaziali a raggi X XMM-Newton e NuSTAR del quasar PDS 456. Le osservazioni sono state combinate nel grafico sopra. PDS 456 è un quasar luminoso che risiede nella costellazione di Serpens Cauda (vicino a Ofiuco). Il grafico dei dati mostra sia un picco che una depressione nel profilo di emissione di raggi X altrimenti nominale, come mostrato dai dati NuSTAR (rosa). Il picco rappresenta le emissioni di raggi X dirette verso di noi (cioè i nostri telescopi) mentre il trogolo è l'assorbimento di raggi X che indica che l'espulsione dei venti dal buco nero super massiccio è in molte direzioni - in effetti un guscio sferico. La caratteristica di assorbimento causata dal ferro nel vento ad alta velocità è la nuova scoperta.
I raggi X sono la firma degli eventi più energici nel Cosmo ma sono anche prodotti da alcuni dei corpi più docili: le comete. Il bordo principale di una cometa come la P67 di Rosetta genera emissioni di raggi X dall'interazione di ioni solari energetici che catturano elettroni da particelle neutre nel coma della cometa (nuvola di gas). Le osservazioni di un buco nero super massiccio in una distanza di miliardi di anni luce coinvolgono la generazione di raggi X su scala molto maggiore, da parte di venti che evidentemente hanno influenza su scala galattica.
Lo studio delle regioni che formano le stelle e l'evoluzione delle galassie si è concentrato sugli effetti delle onde d'urto causate da eventi di supernova che si verificano durante la vita di una galassia. Tali onde d'urto innescano il crollo delle nuvole di gas e la formazione di nuove stelle. Questa nuova scoperta, grazie agli sforzi congiunti di due squadre di telescopi spaziali, fornisce agli astrofisici nuove informazioni su come avviene la formazione di stelle e galassie. I buchi neri super-massicci, almeno all'inizio della formazione di una galassia, possono influenzare la formazione stellare ovunque.
Sia l'ESA ha costruito XMM-Newton che il telescopio spaziale a raggi X NuSTAR, una missione NASA di classe SMEX, utilizzano ottiche di incidenza al pascolo, non vetro (rifrazione) o specchi (riflessione) come nei tradizionali telescopi a luce visibile. L'angolo di incidenza dei raggi X deve essere molto basso e di conseguenza l'ottica viene estesa su una capriata di 10 metri nel caso di NuSTAR e su un telaio rigido sull'XMM-Newton.
Il XMM-Newton costruito dall'ESA è stato lanciato nel 1999, un design di vecchia generazione che utilizzava un telaio e una struttura rigidi. Tutto il volume della carenatura e la capacità di sollevamento del veicolo di lancio dell'Ariane 5 erano necessari per mettere in orbita la Newton. L'ultimo telescopio a raggi X - NuSTAR - beneficia di decine di anni di progressi tecnologici. I rivelatori sono più efficienti e veloci e il telaio rigido è stato sostituito con una capriata compatta che ha richiesto tutti i 30 minuti per essere installata. Di conseguenza, NuSTAR fu lanciato su un razzo Pegasus sulle spalle di un L-1011, un sistema di lancio significativamente più piccolo e meno costoso.
Quindi ora queste osservazioni sono effettivamente fornite ai teorici e ai modellisti. I dati sono come un nuovo ingrediente nella pastella da cui si formano una galassia e le stelle. I modelli di galassia e formazione stellare miglioreranno e descriveranno in modo più accurato come i quasar, con i loro buchi neri super massicci attivi, passino a galassie più quiescenti come la nostra Via Lattea.
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