Gli astronomi hanno osservato un buco nero che ruota in una direzione fortemente disallineata – di almeno 40 gradi – rispetto al piano orbitale che condivide con il suo partner binario. È quanto riportato in un nuovo studio pubblicato su Science.
Secondo questo nuovo studio, i risultati sfidano gli attuali modelli sulla formazione dei buchi neri derivanti dalle supernove. Dai pianeti alle stelle, ai buchi neri supermassicci, quasi tutti i corpi celesti ruotano su un asse. Quando gli oggetti fanno parte di configurazioni legate gravitazionalmente come un sistema binario, in cui una stella e un buco nero ruotano l’uno attorno all’altro, i loro assi di rotazione tendono ad essere allineati tra loro ed essere perpendicolari al piano orbitale. Se abbastanza vicino al suo partner binario, un buco nero estrarrà materiale dal suo compagno e formerà un disco di accrescimento che circonda il buco nero, che può emettere radiazioni ottiche e raggi X. I buchi neri in accrescimento spesso formano getti relativistici: fasci di materia ionizzata lanciati lungo l’asse del buco nero.
Sebbene queste caratteristiche siano spesso utilizzate per caratterizzare le proprietà fondamentali di un buco nero, i metodi standard utilizzati per misurare lo spin del buco nero dalle osservazioni ai raggi X presuppongono un disallineamento trascurabile degli assi. In questo studio, Juri Poutanen e i suoi colleghi, presentano osservazioni polarimetriche ottiche del sistema binario a raggi X del buco nero Maxi J1820+70, che hanno consentito loro di determinare l’orientamento del disco di accrescimento. Combinando questi dati con misurazioni precedenti dell’orientamento dei getti relativistici del buco nero, Poutanen et al. mostrano che il suo asse di rotazione è disallineato, rispetto al piano orbitale del sistema, di almeno 40 gradi, il più grande offset mai segnalato.
Secondo gli autori, questo elevato disallineamento deve essere stato generato durante la formazione del buco nero, perché l’accrescimento di massa e le forze di marea avvicinano sempre gli assi all’allineamento. Se anche altri sistemi binari hanno disallineamenti simili, potrebbero falsare le misurazioni delle masse e degli spin dei buchi neri ottenuti con le osservazioni ai raggi X.
Article #abl4679: “Black hole spin–orbit misalignment in the x-ray binary MAXI J1820+070” by Juri Poutanen, Alexandra Veledina, Andrei V. Berdyugin, Svetlana V. Berdyugina, Helen Jermak, Peter G. Jonker, Jari J. E. Kajava, Ilia A. Kosenkov, Vadim Kravtsov, Vilppu Piirola, Manisha Shrestha, Manuel A. Perez Torres, Sergey S. Tsygankov.
