I buchi neri alimentano la luminosità?
In direzione della costellazione del Leone, a circa 1,8 miliardi anni luce dalla Terra, si trova una galassia a spirale con una caratteristica particolare: l’intensità della sua emissione radio è aumentata di oltre venti volte in un breve lasso di tempo e non mostra segni di attenuazione. Nome in codice Sdss J110546.07+145202.4, da più di otto anni la galassia brilla eccezionalmente nel regime radio, con un’intensità pari a circa dieci milioni di miliardi di volte quella del Sole. Ciò la rende particolarmente insolita: molte emissioni radio durano giorni o settimane, mentre questa si è mantenuta per un periodo di tempo assai più lungo.
La sorgente della radiazione si trova vicino al buco nero al centro della galassia. Si tratta di un buco nero con massa relativamente piccola, ma che si sta ingrandendo a un ritmo incredibilmente veloce grazie all’accrescimento di materia. Un team internazionale di ricercatori ha analizzato il fenomeno in uno studio pubblicato lo scorso maggio su The Astrophysical Journal.
«La radiazione radio luminosa proveniente da buchi neri leggeri in rapida crescita è di per sé rara», premette la prima autrice dell’articolo, Stefanie Komossa, del Max Planck Institute for Radio Astronomy (Germania). «Il loro passaggio a uno stato luminoso (in banda radio) di lunga durata non è mai stato osservato prima», aggiunge il coautore Alexander Kraus del Max Planck Institute for Radio Astronomy. «Le osservazioni di follow-up effettuate con numerosi telescopi, tra cui il radiotelescopio di Effelsberg, l’Australia Telescope Compact Array del Csiro – l’agenzia scientifica nazionale australiana – e i satelliti spaziali, confermano le proprietà uniche della sorgente».
I ricercatori ipotizzano che, per diversi anni, della materia aggiuntiva sia caduta verso il buco nero, innescando un getto relativistico, cioè un fascio di particelle con velocità paragonabili a quella della luce. La causa precisa dell’episodio, però, resta ancora da chiarire.
Le caratteristiche del buco nero — massa relativamente piccola e crescita molto rapida — ricordano quelle dei nuclei galattici osservati a grandi distanze, quando l’universo era giovane. È proprio questo a renderlo un oggetto di studio particolarmente interessante: un corpo celeste vicino permette di studiare condizioni fisiche che, nell’universo primordiale, erano molto più comuni ma che oggi sono difficili da analizzare direttamente. In questo modo, gli scienziati hanno la possibilità di seguire nel dettaglio la formazione dei getti e il comportamento della materia in caduta verso il buco nero, due processi cruciali per comprendere come siano cresciuti i primi buchi neri supermassicci.
«Eventi ad alta energia come questi possono fornire agli astronomi una grande quantità di informazioni. Osservando questi getti e queste esplosioni, possiamo studiare i processi fisici che avvengono in alcuni degli ambienti più estremi dell’universo», spiega il coautore Kovi Rose dell’Università di Sydney. Strumenti ad alta risoluzione come il Very Long Baseline Array consentiranno di mappare la struttura del getto e di seguire, nei prossimi anni, l’evoluzione dell’emissione radio.
«Grazie a strutture sensibili come i futuri telescopi Ska, saremo in grado di identificare transienti radio simili nelle future rilevazioni del cielo. Ciò è fondamentale», conclude Komossa, «per colmare le lacune nella nostra comprensione dell’universo primordiale».