Incontrare un buco nero sarebbe una prospettiva spaventosa per il nostro pianeta. Sappiamo che questi mostri cosmici divorano ferocemente qualsiasi oggetto che si avvicini troppo al loro "orizzonte degli eventi" - l'ultima possibilità di fuga. Ma anche se i buchi neri guidano alcuni dei fenomeni più energetici dell'universo, la fisica del loro comportamento, compreso come si nutrono, rimane oggetto di accesi dibattiti.

In particolare, si ritiene che le condizioni vicino al buco nero e il ruolo dei suoi campi magnetici siano fondamentali, ma sono notoriamente difficili da sondare in sistemi cosmici distanti. Ora un team internazionale di astronomi ha misurato per la prima volta le precise proprietà del campo magnetico vicino a un buco nero nella nostra galassia, la Via Lattea.

I risultati dello studio, pubblicato in Scienza , potrebbe aiutarci a comprendere meglio il misterioso processo attraverso il quale i buchi neri inghiottono la materia e crescono.

Predetto matematicamente dalla teoria della relatività generale di Einstein, ora pensiamo che i buchi neri siano disponibili in una gamma di dimensioni. Si pensa che i buchi neri supermassicci – con una massa da un milione a un miliardo di volte la massa del nostro sole e circa le dimensioni del nostro sistema solare – si trovino nel cuore di tutte le galassie massicce e possano svolgere un ruolo decisivo nella formazione e evoluzione delle galassie.

All'altro estremo, ci sono buchi neri appena un po' più massicci del nostro sole ma contenuti in una regione di pochi chilometri di diametro. Si formano nell'agonia catastrofica di stelle massicce o nella fusione di resti stellari densi come stelle di neutroni o una stella di neutroni che collide con un altro buco nero stellare. Quando si uniscono, producono onde gravitazionali.

Gli studi sui lampi di raggi gamma (lampi di luce con energia molto elevata) hanno precedentemente suggerito che i campi magnetici su larga scala potrebbero formarsi vicino ai buchi neri e causare la fuga da essi di getti di gas carico. Un meccanismo simile è previsto per i sistemi di buchi neri supermassicci, che lanciano getti che si estendono su distanze di milioni di anni luce e sono visibili a reti di radiotelescopi come il Very Large Array. Però, anche il buco nero supermassiccio più vicino è quasi 30, 000 anni luce di distanza da noi, quindi è tecnicamente difficile sondare i loro campi magnetici.

rutto cosmico

Il nuovo studio esamina un buco nero che si trova solo 8, 000 anni luce dalla Terra, parte di un "sistema binario", soprannominato V404 Cygni. Questo consiste in un buco nero con la massa di dieci soli e una stella simile al nostro sole (ma leggermente più fredda), che orbitano l'un l'altro ogni 6,5 giorni. In tali sistemi, il materiale proveniente dalla stella può cadere verso il buco nero compagno per essere gradualmente inghiottito da esso.

Nel suo viaggio, la cosa si scalda, risplende brillantemente e, in presenza di campi magnetici, parte di esso può essere espulso nello spazio sotto forma di un fascio focalizzato di gas carico (plasma) o getti a velocità di massa prossime a quella della luce. Non è ancora noto come esattamente i campi magnetici causino questo effetto. Per fortuna, i brillamenti tendono ad essere di lunga durata e la loro luminosità può essere monitorata dalla Terra.

Il 15 giugno, 2015, V404 Cygni ha prodotto un tale sfogo – analogo ai bagliori visti dal sole – che è durato per due settimane. Il gruppo, che puntò immediatamente su di essa diversi telescopi, poi notato che la luminosità del sistema è diminuita improvvisamente e inaspettatamente intorno al 25 giugno attraverso frequenze luminose che vanno dai raggi X agli infrarossi.

Si resero conto che questo brusco calo di luminosità segnalava che il sistema si stava raffreddando. Confrontando questo calo di luminosità con modelli che prevedono come gli elettroni producono luce e perdono energia - freddo - quando girano a spirale attorno alle linee del campo magnetico, il team è stato in grado di fare una stima molto precisa della forza del campo magnetico. A 461 Gauss (una misura del magnetismo), questo è molto più debole del previsto - solo dieci volte più forte di un tipico magnete da frigorifero.

Studiando come le proprietà della luce dipendessero dalla frequenza e dal tempo, hanno mostrato che la regione da cui veniva emessa la luce non si stava espandendo, come ci si aspetterebbe se la materia in questa regione facesse parte di un deflusso di getto. Anziché, la ricerca mostra che c'è un alone caldo di particelle cariche tenute in posizione da un campo magnetico attorno al buco nero. Il destino a lungo termine di questo gas alone è sconosciuto, ma potrebbe essere considerata una delle ultime tappe del carburante per raggiungere il buco nero e, se raffreddato ulteriormente, alla fine potrebbe alimentare il buco nero stesso.

Questo lavoro è importante in quanto pone le basi per futuri studi di questo intrigante sistema per scoprire come si alimentano i buchi neri e come, se sovralimentato, possono "ruttare" lanciando raggi o getti focalizzati. Fortunatamente, V404 Cygni è sufficientemente vicino per essere un laboratorio ideale per studi futuri sull'alimentazione dei buchi neri e sull'indigestione cosmica, ma abbastanza lontano dalla Terra da non essere una minaccia per noi.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.