Questa illustrazione mostra come parte della luce proveniente da un disco attorno a un buco nero viene piegata sul disco stesso a causa della gravità del mostruoso buco nero. La luce viene quindi riflessa dal disco. Gli astronomi, utilizzando i dati della missione Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) della NASA, sono stati in grado di distinguere tra la luce che proveniva direttamente dal disco e la luce che veniva riflessa. Il materiale bluastro che esce dal buco nero è un getto in uscita di particelle energetiche. Credito:NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC)/R. Connors (Caltech)
Potresti aver sentito che nulla sfugge alla presa gravitazionale di un buco nero, nemmeno luce. Questo è vero nelle immediate vicinanze di un buco nero, ma un po' più lontano, in dischi di materiale che turbinano attorno ad alcuni buchi neri, la luce può sfuggire. Infatti, questo è il motivo per cui i buchi neri in crescita attiva brillano di raggi X brillanti.
Ora, un nuovo studio accettato per la pubblicazione in Il Giornale Astrofisico offre la prova che, infatti, non tutta la luce che fluisce dal disco circostante di un buco nero sfugge facilmente. Parte di essa cede alla mostruosa attrazione del buco nero, torna indietro, e poi alla fine rimbalza sul disco e scappa.
"Abbiamo osservato la luce proveniente da molto vicino al buco nero che sta cercando di scappare, ma invece viene tirato indietro dal buco nero come un boomerang, "dice Riley Connors, autore principale del nuovo studio e borsista post-dottorato al Caltech. "Questo è qualcosa che era stato previsto negli anni '70, ma non era stato mostrato fino ad ora."
Le nuove scoperte sono state rese possibili esaminando le osservazioni d'archivio della missione Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) della NASA ormai defunta, che si è concluso nel 2012. I ricercatori hanno esaminato specificamente un buco nero orbitato da una stella simile al sole; insieme, la coppia si chiama XTE J1550-564. Il buco nero "si nutre" di questa stella, tirando il materiale su una struttura piatta attorno ad esso chiamata disco di accrescimento. Osservando da vicino la luce dei raggi X proveniente dal disco mentre la luce si muove a spirale verso il buco nero, la squadra ha trovato impronte che indicano che la luce era stata piegata indietro verso il disco e riflessa.
"Il disco si sta essenzialmente illuminando, " dice il co-autore Javier Garcia, un assistente di ricerca professore di fisica al Caltech. "I teorici avevano previsto quale frazione della luce si sarebbe piegata indietro sul disco, e adesso, per la prima volta, abbiamo confermato quelle previsioni".
Gli scienziati affermano che i nuovi risultati offrono un'altra conferma indiretta della teoria della relatività generale di Albert Einstein, e aiuterà anche nelle misurazioni future dei tassi di rotazione dei buchi neri, qualcosa che è ancora poco compreso.
"Dal momento che i buchi neri possono potenzialmente ruotare molto velocemente, non solo piegano la luce ma la distorcono, "dice Connors. "Queste recenti osservazioni sono un altro pezzo del puzzle per cercare di capire quanto velocemente girano i buchi neri".
Il nuovo studio è intitolato "Evidence for Returning Disk Radiation in the Black Hole X-ray Binary XTEJ1550-564".
