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I ‘giochi di luce’ del buco nero

Sono ‘golosoni’ cosmici al cui appetito – nelle loro immediate vicinanze – non sfugge nulla, neanche la luce, che però può trovare una via di fuga nei dischi di materiale presenti attorno ad alcuni di essi: si tratta dei buchi neri, al centro di un nuovo studio mirato ad indagare uno specifico comportamento della luce, teorizzato oltre 40 anni fa.

L’indagine (articolo: “Evidence for Returning Disk Radiation in the Black Hole X-ray Binary Xte J1550-564”), supportata anche dalla Nasa, è stata curata da un gruppo internazionale di ricercatori, coordinati dal Caltech-California Institute of Technology; il saggio, di prossima pubblicazione su The Astrophysical Journal, è disponibile in anteprima sulla piattaforma arXiv.org.

Gli studiosi si sono concentrati sul sistema Xte J1550-564, situato nella costellazione del Regolo e costituito da un buco nero orbitato da una stella simile al Sole; quest’ultima è vittima della voracità del buco nero, che da essa trae energia e materiale per il disco di accrescimento. I dati per lo svolgimento della ricerca sono stati tratti dall’archivio della missione Rxte (Rossi X-ray Timing Explorer) della Nasa; attiva dal 1995 al 2012, Rxte era dedicata allo studio dei raggi X provenienti da buchi neri, stelle di neutroni e pulsar.

In particolare, il team della ricerca ha usato i dati di una serie di esplosioni (outburst) riscontrate nel sistema Xte J1550-564 tra il 1998 e il 2000. Dall’analisi è emerso che la luce a raggi X emessa dal disco situato intorno al buco nero non sempre riesce a ‘darsi alla fuga’; una parte di essa non resiste alla forza esercitata dal buco, fa dietrofront e poi, in sostanza, ‘rimbalza’ dal disco come se esso si illuminasse da sé. Il fenomeno era stato ipotizzato negli anni ’70, ma solo con questo nuovo studio è stato possibile averne un’evidenza.

Secondo gli autori del saggio, i risultati offrono un’ulteriore conferma della teoria della relatività di Einstein e potranno essere utili per future indagini sul tasso di rotazione dei buchi neri, un meccanismo che presenta ancora degli interrogativi. Infatti, i ricercatori ritengono che il livello di velocità con cui i buchi neri possono ‘volteggiare’ – potenzialmente elevato – non solo può provocare la curvatura della luce, ma anche la sua distorsione.

In alto: elaborazione artistica che illustra il fenomeno (Crediti: Nasa/Jpl-Caltech/R. Hurt-Ipac/R. Connors-Caltech)

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