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    La rotazione del buco nero supermassiccio nella Via Lattea

    Uno schema che mostra i moti delle stelle attorno al buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia. Le stelle giacciono su un piano di taglio, e gli astronomi hanno usato questo vincolo per dedurre che lo spin del buco nero deve essere inferiore a circa 0,1. Attestazione:Barker, Patterson, &Spivey; U. Ill. NCSA Advanced Visualization Laboratory

    Quando si forma un buco nero, il suo intenso campo gravitazionale produce una superficie oltre la quale nemmeno la luce può sfuggire, e sembra nero agli estranei. Tutti i dettagli del complesso mix di materia ed energia nel suo passato sono persi, lasciandolo così semplice che può essere completamente descritto da soli tre parametri:massa, rotazione, e carica elettrica. Gli astronomi possono misurare le masse dei buchi neri in modo relativamente semplice osservando come la materia si muove nelle loro vicinanze (compresi altri buchi neri) sotto l'influenza dei loro campi gravitazionali.

    Si ritiene che le cariche dei buchi neri siano insignificanti quando le cariche in caduta positive e negative sono bilanciate nel numero. Gli spin dei buchi neri sono difficili da determinare; tipicamente sono determinati interpretando l'emissione di raggi X dal bordo interno caldo del disco di accrescimento attorno al buco nero. Lo spin è quantificato da un numero compreso tra zero e uno, e gli spin dei buchi neri sono stati misurati con risultati che vanno da pochi decimi a quasi uno.

    La Via Lattea ospita al centro un buco nero supermassiccio (SMBH), Sagittario A*, con circa quattro milioni di masse solari. A una distanza di circa ventisettemila anni luce, è di gran lunga l'oggetto del genere più vicino a noi, e anche se non è così attivo o luminoso come altri nuclei galattici supermassicci, la sua relativa vicinanza offre agli astronomi un'opportunità unica di sondare ciò che accade vicino al "bordo" di un enorme buco nero. Il Centro Galattico SMBH è circondato da un ammasso di stelle e grumi di materiale debolmente luminoso, e negli ultimi anni gli astronomi sono stati in grado di spingere i test di Relatività Generale a nuovi limiti misurando e modellando i movimenti di questi gruppi mentre oscillano attorno all'SMBH. La rotazione del buco nero, però, non è stato determinato in modo coerente, ma il suo valore aiuterebbe a limitare i modelli di possibile attività dei jet.

    Gli astronomi CfA Giacomo Fragione e Avi Loeb si sono resi conto che la distribuzione spaziale di un gruppo di oggetti cluster, le cosiddette S-star, potrebbe essere usato per sondare lo spin. Attualmente ci sono una quarantina di stelle S conosciute che orbitano attorno all'SMBH in appena 9,9 anni, e analisi recenti sostengono che collettivamente giacciono in due dischi quasi confinati, con le stelle in ogni disco che ruotano attorno al buco nero ma in direzioni opposte. I due astronomi si sono resi conto che questa insolita geometria poteva consentire una stima della misurazione dello spin. Una delle previsioni più curiose e non intuitive della relatività è che lo spazio non è solo deformato dalla gravità di un corpo massiccio, è anche deformato (sebbene in misura minore) dalla rotazione di un corpo. Questo è il cosiddetto "effetto di trascinamento della cornice, " un fenomeno piccolo e difficile da misurare (che, però, stato confermato). I due astronomi mostrano che nel caso di SgrA*, il trascinamento del fotogramma avrà un effetto apprezzabile sulle orbite delle stelle S in questi dischi. Assumendo che i piani orbitali delle stelle S siano stabili nel tempo, sono in grado di dimostrare che lo spin dell'SMBH nella Via Lattea deve essere inferiore a circa 0,1.


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