Homer Simpson sarebbe triste: recenti osservazioni sul sistema binario di un buco nero e la sua stella compagna hanno mostrato la ritirata del disco di accrescimento a forma di ciambella attorno al buco nero. Questa "ciambella" restringente è stata vista nelle osservazioni del sistema binario GX 339-4, un sistema composto da una stella simile in massa al Sole e da un buco nero di dieci masse solari.
Mentre il buco nero si nutre di gas che fuoriesce dalla stella in orbita, il cambiamento nel flusso del gas produce una dimensione variabile nel disco di materia che si accumula attorno al buco nero a forma di toro. Per la prima volta, sono stati misurati i cambiamenti nelle dimensioni di questo disco, mostrando quanto diventa più piccola la ciambella.
GX-339-4 si trova a 26.000 anni luce di distanza nella costellazione dell'Ara. Ogni 1,7 giorni nel sistema, una stella orbita attorno al buco nero più massiccio. Questo sistema, e altri simili, mostrano bagliori periodici dell'attività dei raggi X quando il gas che viene rubato dalla stella dal buco nero viene riscaldato nel disco di accrescimento che si accumula attorno al buco nero. Negli ultimi sette anni, il sistema ha avuto quattro esplosioni energetiche negli ultimi sette anni, rendendolo un sistema binario stellare / buco nero piuttosto attivo.
Il materiale che cade nel buco forma getti di fotoni e gas altamente energizzati, uno dei quali è puntato nella direzione della Terra. Sono questi getti che un team di astronomi internazionali ha osservato utilizzando l'osservatorio a raggi X di Suzaku, gestito congiuntamente dall'Agenzia di esplorazione aerospaziale giapponese e dalla NASA, e dal satellite NASA Timing Explorer a raggi X della NASA. I risultati delle loro osservazioni sono stati pubblicati nel numero del 10 dicembre del The Astrophysical Journal Letters.
Sebbene il sistema fosse debole quando prendevano le loro misure con i telescopi, produceva getti di raggi X costanti. Il team stava cercando la firma delle linee spettrali dei raggi X prodotte dalla fluorescenza degli atomi di ferro nel disco. La forte gravità del buco nero sposta l'energia dei raggi X prodotti dal ferro, lasciando una caratteristica linea spettrale. Misurando queste linee spettrali, sono stati in grado di determinare con una certa sicurezza la dimensione del disco restringente.
Ecco come si verifica la contrazione: la parte del disco che è più vicina al buco nero è più densa quando c'è più gas che fuoriesce dalla stella che lo accompagna. Ma quando questo flusso viene ridotto, la parte interna del disco si riscalda ed evapora. Durante i periodi più luminosi dell'output del buco nero, è stato calcolato che il disco si trovava a circa 30 km (20 miglia) dall'orizzonte degli eventi del buco nero, mentre durante i periodi di luminosità più bassa il disco si ritira a più di 27 volte oltre, o a 1.000 km (600 miglia) dal bordo del buco nero.
Ciò ha un'importante implicazione nello studio di come i buchi neri formano i loro getti; anche se il disco di accrescimento evapora vicino al buco nero, questi getti rimangono ad un'uscita costante.
John Tomsick del Space Sciences Laboratory dell'Università della California, Berkeley ha dichiarato in un comunicato stampa della NASA: “Questo non ci dice come si formano i getti, ma ci dice che i getti possono essere lanciati anche quando l'accrescimento ad alta densità il flusso è lontano dal buco nero. Ciò significa che il flusso di accrescimento a bassa densità è l'ingrediente più essenziale per la formazione di un getto costante in un sistema a buco nero. "
Leggi la versione prestampata della lettera dei team. Se vuoi maggiori informazioni su come i raggi X dei dischi attorno ai buchi neri possono aiutare a determinarne la forma e la rotazione, leggi un articolo di Space Magazine del 2003, Iron Can Help Determinare se un Black Hole sta ruotando.
Fonte: comunicato stampa NASA / Suzaku
