Anche se la gravità dei buchi neri è così forte che la luce non può nemmeno sfuggire, possiamo vedere la radiazione dalla materia surriscaldata che sta per essere consumata. Fino ad ora, gli scienziati non sono stati in grado di spiegare come tutta questa faccenda cada continuamente nel buco nero: dovrebbe solo orbitare, come pianeti che girano attorno a una stella. Nuovi dati dall'osservatorio a raggi X di Chandra mostrano che il potente campo magnetico di un buco nero crea una turbolenza nella materia circostante che aiuta a spingerlo verso l'interno per essere consumato.
I buchi neri illuminano l'Universo e ora gli astronomi possono finalmente sapere come. Nuovi dati dall'Osservatorio dei raggi X Chandra della NASA mostrano per la prima volta che potenti campi magnetici sono la chiave di questi spettacoli di luci brillanti e sorprendenti.
Si stima che fino a un quarto della radiazione totale nell'universo emessa dal momento che il Big Bang proviene da materiale che cade verso buchi neri supermassicci, compresi quelli che alimentano i quasar, gli oggetti più luminosi conosciuti. Per decenni, gli scienziati hanno lottato per capire come i buchi neri, gli oggetti più scuri dell'Universo, possano essere responsabili di tali prodigiose quantità di radiazioni.
I nuovi dati radiografici di Chandra forniscono la prima chiara spiegazione di ciò che guida questo processo: i campi magnetici. Chandra osservò un sistema di buchi neri nella nostra galassia, noto come GRO J1655-40 (in breve J1655), in cui un buco nero stava trascinando materiale da una stella compagna in un disco.
"Per gli standard intergalattici J1655 è nel nostro cortile, quindi possiamo usarlo come modello in scala per capire come funzionano tutti i buchi neri, compresi i mostri trovati nei quasar", ha dichiarato Jon M. Miller dell'Università del Michigan, Ann Arbor, il cui articolo su questi risultati appare nel numero di Nature di questa settimana.
La sola gravità non è sufficiente per causare la perdita di energia del gas in un disco attorno a un buco nero e la caduta nel buco nero secondo le velocità richieste dalle osservazioni. Il gas deve perdere parte del suo momento angolare orbitale, sia per attrito che per vento, prima di poter spirare verso l'interno. Senza tali effetti, la materia potrebbe rimanere in orbita attorno a un buco nero per molto tempo.
Gli scienziati hanno a lungo pensato che la turbolenza magnetica potrebbe generare attrito in un disco gassoso e spingere un vento dal disco che trasporta il momento angolare verso l'esterno permettendo al gas di cadere verso l'interno.
Utilizzando Chandra, Miller e il suo team hanno fornito prove cruciali del ruolo delle forze magnetiche nel processo di accrescimento del buco nero. Lo spettro dei raggi X, il numero di raggi X a diverse energie, ha mostrato che la velocità e la densità del vento dal disco di J1655 corrispondevano alle previsioni di simulazione al computer per i venti guidati magneticamente. L'impronta spettrale escludeva anche le altre due principali teorie concorrenti sui venti spinti da campi magnetici.
"Nel 1973, i teorici hanno avuto l'idea che i campi magnetici potrebbero guidare la generazione di luce da parte del gas che cade sui buchi neri", ha affermato il co-autore John Raymond del Centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian a Cambridge, Massachusetts. "Ora, oltre 30 anni dopo, potremmo finalmente avere prove convincenti. "
Questa comprensione più profonda di come i buchi neri accrescono la materia insegna anche agli astronomi su altre proprietà dei buchi neri, incluso il modo in cui crescono.
"Proprio come un dottore vuole capire le cause di una malattia e non solo i sintomi, gli astronomi cercano di capire quali siano le cause che vedono nell'universo", ha detto il co-autore Danny Steeghs anche del Centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian. "Comprendendo ciò che fa rilasciare l'energia materiale quando cade su buchi neri, possiamo anche imparare come la materia cade su altri oggetti importanti."
Oltre ai dischi di accrescimento attorno ai buchi neri, i campi magnetici possono svolgere un ruolo importante nei dischi rilevati attorno a giovani stelle simili al sole in cui si stanno formando i pianeti, così come oggetti ultra densi chiamati stelle di neutroni.
Il Marshall Space Flight Center della NASA, Huntsville, in Alabama, gestisce il programma Chandra per la direzione della missione scientifica dell'agenzia. L'Osservatorio Astrofisico Smithsonian controlla la scienza e le operazioni di volo dal Chandra X-ray Center, Cambridge, Massachussets.
Ulteriori informazioni e immagini sono disponibili all'indirizzo:
http://chandra.harvard.edu e http://chandra.nasa.gov
Fonte originale: Chandra News Release
