Preoccupato di come si nutre il buco nero una volta che cresce e diventa grande? Non avere paura. Utilizzando nuove osservazioni e un modello teorico dettagliato, un gruppo di ricerca ha confrontato le proprietà del buco nero della galassia a spirale M81 con quelle dei buchi neri di massa stellare più piccoli. I risultati mostrano che i buchi neri grandi o piccoli sembrano mangiare in modo simile tra loro e producono una distribuzione simile di raggi X, luce ottica e radio. Questa scoperta supporta le implicazioni della teoria della relatività di Einstein secondo cui i buchi neri di tutte le dimensioni hanno proprietà simili.
M81 è a circa 12 milioni di anni luce dalla Terra. Nel centro di M81 c'è un buco nero che è circa 70 milioni di volte più massiccio del Sole e genera energia e radiazioni mentre attira il gas nella regione centrale della galassia verso l'interno ad alta velocità.
Al contrario, i cosiddetti buchi neri di massa stellare, che hanno circa 10 volte più massa del Sole, hanno una diversa fonte di cibo. Questi buchi neri più piccoli acquisiscono nuovo materiale estraendo gas da una stella compagna in orbita. Poiché i buchi neri più grandi e più piccoli si trovano in ambienti diversi con diverse fonti di materiale da cui alimentare, è rimasta una domanda sul fatto che si nutrano allo stesso modo.
"Quando guardiamo i dati, si scopre che il nostro modello funziona altrettanto bene per il gigantesco buco nero in M81 come per i ragazzi più piccoli", ha affermato Michael Nowak, del Massachusetts Institute of Technology. "Tutto intorno a questo enorme buco nero sembra lo stesso, tranne che è quasi 10 milioni di volte più grande."
Una delle implicazioni della teoria della relatività generale di Einstein è che i buchi neri sono oggetti semplici e solo le loro masse e spin determinano il loro effetto sullo spazio-tempo. L'ultima ricerca indica che questa semplicità si manifesta nonostante complicati effetti ambientali.
Il modello utilizzato da Markoff e dai suoi colleghi per studiare i buchi neri include un debole disco di materiale che ruota attorno al buco nero. Questa struttura produrrebbe principalmente raggi X e luce ottica. Una regione di gas caldo attorno al buco nero sarebbe vista in gran parte alla luce ultravioletta e ai raggi X. Un grande contributo sia alla radio che alla luce a raggi X proviene dai getti generati dal buco nero. Sono necessari dati a lunghezza d'onda multipla per districare queste fonti di luce sovrapposte.
Tra i buchi neri che alimentano attivamente quello in M81 è uno dei più deboli, presumibilmente perché è "sottoalimentato". È, tuttavia, uno dei più brillanti visti dalla Terra a causa della sua relativa vicinanza, consentendo di effettuare osservazioni di alta qualità.
"Sembra che i buchi neri sottostimati siano i più semplici in pratica, forse perché possiamo vedere più vicino al buco nero", ha detto Andrew Young dell'Università di Bristol in Inghilterra. "A loro non sembra importare troppo da dove prendono il loro cibo".
Questo lavoro dovrebbe essere utile per prevedere le proprietà di una terza classe non confermata chiamata buchi neri di massa intermedia, con masse comprese tra quelle dei buchi neri stellari e supermassicci. Sono stati identificati alcuni possibili membri di questa classe, ma l'evidenza è controversa, quindi previsioni specifiche per le proprietà di questi buchi neri dovrebbero essere molto utili.
Oltre a Chandra, sono stati utilizzati tre array radio (il radiotelescopio Giant Meterwave, l'array Very Large e l'array di base molto lungo), due telescopi millimetrici (l'interferometro Plateau de Bure e l'array submillimeter) e l'Osservatorio Lick nell'ottica per monitorare M81.
I risultati di questo studio appariranno in un prossimo numero di The Astrophysical Journal.
Fonte di notizie: sito web Chandra della NASA
