I buchi neri di massa stellare, tra 7 e 25 volte la massa del Sole, sono chiamati "micro-quasar" quando generano potenti getti di particelle e radiazioni, versioni in miniatura di quelli visti nei quasar. I buchi neri di massa stellare sono all'estremità piccola della scala di fronte ai buchi neri supermassicci, compresi quelli nei quasar, che pesano da milioni a miliardi di volte la massa del Sole.
I getti dei microquasar potrebbero far parte di un'arma segreta per mantenere le loro piccole figure, secondo una nuova ricerca.
L'osservatorio a raggi X Chandra della NASA ha scoperto per la prima volta l'interazione in un famoso micro-quasar a circa 40.000 anni luce di distanza nella costellazione dell'Aquila. Questo sistema, GRS 1915 + 105 (in breve GRS 1915), contiene un buco nero circa 14 volte la massa del Sole che si nutre di materiale da una stella compagna vicina. Mentre il materiale rotea verso il buco nero, si forma un disco di accrescimento.
Due astronomi di Harvard stanno rivelando un tiro alla fune appena scoperto tra i getti e i venti caldi dal materiale che si muove a spirale verso il buco nero in quello che viene chiamato un "disco di accrescimento". Sia i getti che il vento caldo espellono materia dal flusso che altrimenti aiuterebbe a far crescere il buco nero.
Chandra, con il suo spettrografo, ha osservato GRS 1915 undici volte dal suo lancio nel 1999. Questi studi rivelano che il getto nel GRS 1915 può essere periodicamente soffocato quando un vento caldo, visto dai raggi X, viene spinto via dal disco di accrescimento intorno Il buco nero. Si ritiene che il vento spenga il getto privandolo della materia che altrimenti lo avrebbe alimentato. Al contrario, una volta che il vento si è spento, il jet può riemergere.
Il tasso di accrescimento cambia, ma a causa dell'interazione, il tasso di deflusso rimane costante.
"Il buco nero sembra essere in grado di controllare quanta materia è o non consuma in un dato momento", ha detto l'autore principale Joseph Neilsen, un dottorando di Harvard.
L'autoregolamentazione è un argomento comune quando si parla di buchi neri supermassicci, ma questa è la prima chiara dimostrazione nei buchi neri di massa stellare.
Neilsen afferma che è difficile resistere attribuendo una volontà al comportamento del buco nero: "Quando parli di regolamentazione, implica una sorta di autocontrollo", ha detto. "Possiamo vedere che sta succedendo, ma di certo non è chiaro il perché. Per ora lo attribuiamo solo al desiderio del buco nero. "
Sebbene i micro-quasar e i quasar differiscano in massa per fattori di milioni, dovrebbero mostrare una somiglianza nel comportamento quando vengono prese in considerazione le loro scale fisiche molto diverse.
La scala temporale per i cambiamenti nel comportamento di un buco nero dovrebbe variare in proporzione alla massa. Ad esempio, una scala temporale di un'ora per i cambiamenti nel GRS 1915 corrisponderebbe a circa 10.000 anni per un buco nero supermassiccio che pesa un miliardo di volte la massa del Sole.
"Non possiamo sperare di esplorare a questo livello di dettaglio in ogni singolo sistema supermassiccio del buco nero", ha detto la coautrice Julia Lee, astronoma di Harvard. "Quindi, possiamo imparare moltissimo sui buchi neri studiando solo buchi neri di massa stellare come questo."
I nuovi risultati compaiono nel numero del 26 marzo della rivistaNatura.
INFORMAZIONI SULL'IMMAGINE PRINCIPALE: L'immagine ottica e infrarossa del Digital Survey Survey mostra il campo affollato attorno al GRS 1915, situato vicino al piano della nostra Galassia. L'inserto mostra un primo piano dell'immagine Chandra del GRS 1915, una delle fonti di raggi X più luminose nella galassia della Via Lattea. Crediti: radiografia: NASA / CXC / Harvard / J. Neilsen et al. Ottico: Palomar DSS2. Un video zoom è disponibile qui.
Fonti: NASA, studio Nature e intervista a Joseph Neilsen
