Nella regione estrema in cui i getti espulsi dai buchi neri incontrano la materia interstellare non vi sarebbero campi magnetici caotici, come atteso, bensì inaspettatamente ordinati. Lo suggeriscono le osservazioni del microquasar SS 433 realizzate dal satellite Ixpe (Imaging X-ray Polarimetry Explorer), missione nata dalla collaborazione esclusiva tra Nasa e Agenzia Spaziale Italiana. Ixpe misura la polarizzazione della luce nei raggi X, ossia l’organizzazione e l’allineamento delle onde elettromagnetiche.
Nel 2023, i tre telescopi a bordo di Ixpe hanno indagato per 18 giorni il microquasar SS 433, ovvero un sistema composto da un buco nero che sottrae materiale a una stella compagna.
SS 433 si trova al centro del resto della supernova W50, nella costellazione dell’Aquila, a circa 18.000 anni luce dalla Terra.
Quando i buchi neri ingurgitano grandi masse di materia, a volte equivalenti a un pianeta intero o persino a una stella, la violenza di tali pasti cosmici porta questi divoratori a espellere flussi di particelle che viaggiano vicino alla velocità della luce, in formazioni note come getti. Tuttora conosciamo ben poco del processo con cui questi getti ad alta velocità possano accelerare le particelle, chiamate raggi cosmici.
Un nuovo studio basato sui dati Ixpe, pubblicato su The Astrophysical Journal Letters, mostra ora come l’interazione tra le particelle accelerate espulse e il materiale circostante sia in grado di intrappolare e ordinare i campi magnetici nell’ambiente che circonda un buco nero. Il lavoro del team internazionale, che vede la partecipazione di ricercatori italiani anche dell’Agenzia Spaziale Italiana, mostra che il campo magnetico vicino alla regione di accelerazione di SS 433 punta nella direzione in cui si muovono i getti espulsi dal buco nero.
«L’alto livello di polarizzazione osservato con Ixpe dimostra che il campo magnetico è ben ordinato, con almeno metà del campo allineato nella stessa direzione, afferma», afferma Philip Kaaret del Marshall Space Flight Center della Nasa e autore principale dell’articolo.
Da questa scoperta i ricercatori potrebbero ora determinare se lo stesso meccanismo agisce per l’allineamento dei campi magnetici nei flussi in uscita espulsi non solo dai buchi neri ma da una varietà di fenomeni, come nel caso dell’espulsione di detriti a seguito di esplosioni stellari.
«Questa misura molto delicata è stata resa possibile dalle capacità di imaging dei polarimetri a raggi X di Ixpe, che hanno permesso di rilevare il tenue segnale in una piccola regione del getto a 95 anni luce dal buco nero centrale», afferma Paolo Soffitta, ricercatore Inaf e responsabile scientifico italiano della missione Ixpe.
«Questo risultato di Ixpe testimonia ancora una volta come la polarimetria nei raggi X sia un’importante diagnostica dei processi di emissione nell’universo estremo, in grado di fornire informazioni complementari a quelle ottenute mediante la spettroscopia e il timing. Queste possono rivelarsi fondamentali per comprendere il comportamento di sorgenti astrofisiche estreme, come nel caso del getto del microquasar SS 433», afferma Immacolata Donnarumma, Project Scientist Asi della missione Ixpe.
Immagine in evidenza: immagine composita che indica, all’interno della supernova W50, il buco nero della microquasar SS 433 e il relativo getto. Crediti: Ixpe, Chandra, Xmm, Esa, Nasa
