Una coppia di danzatori dalle misure straripanti che però riesce a tenere il ritmo di un complesso ‘balletto’ cosmico: sono i due buchi neri supermassicci della galassia OJ 287, i cui movimenti non sono sfuggiti al telescopio Spitzer della Nasa prima del suo collocamento a riposo. Infatti, il telescopio – in ‘pensione’ dal 30 gennaio 2020 – ha raccolto in circa 16 anni e mezzo di carriera una vasta messe di dati, che continua ad essere proficuamente utilizzata dalla comunità scientifica e che non manca di riservare sorprese. Proprio com’è avvenuto con i due buchi neri in questione, la cui galassia è stata monitorata da Spitzer in un periodo in cui non era osservabile dai telescopi di terra, ma che si è rilevato fondamentale per comprendere l’interazione tra i due ‘ballerini’. I risultati dell’indagine sono stati pubblicati su The Astrophysical Journal Letters (articolo: “Spitzer Observations of the Predicted Eddington Flare from Blazar OJ 287”); l’analisi è stata condotta da un gruppo internazionale di studiosi, coordinato dall’Infrared Processing and Analysis Center del Caltech, che annovera anche rappresentanti dell’Asi-Space Science Data Center, come Stefano Ciprini tra gli autori dello studio, e dell’Infn-sezione di Perugia.
OJ 287 si trova a circa 3,5 miliardi di anni luce dalla Terra, nella costellazione del Cancro, e ospita due buchi neri di dimensioni ragguardevoli: il più grande – veramente da record – ha una massa pari a 18 miliardi di volte quella del Sole, mentre il più piccolo si ferma solamente a 150 milioni di volte. Ogni 12 anni, per due volte, il buco nero minore – che ha un’orbita irregolare e oblunga – si scontra con l’enorme disco di gas che avvolge il suo gigantesco compagno, creando un fascio di luce più splendente di mille miliardi di stelle e addirittura più sfavillante dell’intera Via Lattea. Infatti, il buco nero mignon, quando si trova nel momento dell’impatto, produce due bolle di gas caldo in espansione che si allontanano dal disco in direzioni opposte e in meno di 48 ore fanno quadruplicare la lucentezza del sistema.
Dato che la sua orbita è irregolare, il buco nero piccolo entra in collisione in periodi differenti durante l’arco di tempo di 12 anni. Solo nel 2010 gli astrofisici sono riusciti a creare un modello informatico in grado di prevedere lo scontro e i suoi effetti entro una-tre settimane circa; la conferma della correttezza del modello è arrivata con la previsione del bagliore del dicembre 2015. Successivamente, nel 2018, è stato elaborato un nuovo modello dal Tata Institute of Fundamental Research di Mumbai, con cui è stato possibile prevedere la tempistica dei bagliori entro 4 ore e che ha dimostrato la sua efficacia in occasione del lampo del 31 luglio 2019. In questo caso, si è rivelato fondamentale l’apporto di Spitzer che non ha ‘mollato’ OJ 287 dal 31 luglio fino a primi di settembre, quando la galassia è tornata a mostrarsi anche ai telescopi di terra.
Determinare il movimento di questi due enormi oggetti cosmici è molto complesso perché gli scienziati devono tenere presente dei fattori che non intervengono quando si ha a che a fare con entità più piccole, come, ad esempio, le comete: tra questi elementi, occupano un posto di rilievo le onde gravitazionali, che sono tanto più ampie ed energetiche quanto più è vasta la massa di un oggetto celeste. Precedenti studi su OJ 287 avevano già tenuto conto delle onde gravitazionali e il modello del 2018 ha ulteriormente dettagliato questo particolare, utilizzando i dati dell’osservatorio Ligo (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) che hanno permesso di rifinire la finestra temporale del bagliore. Lo studio del sistema di OJ 287, secondo gli autori, ha permesso di approfondire nuovi dettagli sulle caratteristiche fisiche dei buchi neri.
Il video della Nasa che illustra la scoperta