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    Primo rilevamento della luce da dietro un buco nero

    Credito:CC0 Dominio Pubblico

    Guardare i raggi X emessi nell'universo dal buco nero supermassiccio al centro di una galassia distante 800 milioni di anni luce, L'astrofisico della Stanford University Dan Wilkins ha notato uno schema intrigante. Osservò una serie di bagliori luminosi di raggi X, eccitanti, ma non senza precedenti, e poi, i telescopi hanno registrato qualcosa di inaspettato:ulteriori lampi di raggi X più piccoli, posteriori e di "colori" diversi rispetto ai bagliori luminosi.

    Secondo la teoria, questi echi luminosi erano coerenti con i raggi X riflessi da dietro il buco nero, ma anche una comprensione di base dei buchi neri ci dice che è uno strano posto da cui proviene la luce.

    "Qualsiasi luce che entra in quel buco nero non esce, quindi non dovremmo essere in grado di vedere nulla che c'è dietro il buco nero, " ha detto Wilkins, che è un ricercatore presso il Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology a Stanford e SLAC National Accelerator Laboratory. È un'altra strana caratteristica del buco nero, però, che rende possibile questa osservazione. "Il motivo per cui possiamo vederlo è perché quel buco nero sta deformando lo spazio, piegando la luce e attorcigliando i campi magnetici intorno a sé, "Spiega Wilkins.

    La strana scoperta, dettagliato in un documento pubblicato il 28 luglio in Natura , è la prima osservazione diretta della luce da dietro un buco nero, uno scenario previsto dalla teoria della relatività generale di Einstein ma mai confermato, fino ad ora.

    "Cinquanta anni fa, quando gli astrofisici iniziano a speculare su come potrebbe comportarsi il campo magnetico vicino a un buco nero, non avevano idea che un giorno avremmo potuto avere le tecniche per osservarlo direttamente e vedere in azione la teoria della relatività generale di Einstein, " ha detto Roger Blandford, un coautore del documento che è il Luke Blossom Professor alla School of Humanities and Sciences e il professore di fisica e fisica delle particelle di Stanford e SLAC.

    Come vedere un buco nero

    La motivazione originale alla base di questa ricerca era quella di saperne di più su una misteriosa caratteristica di alcuni buchi neri, chiamato corona. Il materiale che cade in un buco nero supermassiccio alimenta le fonti di luce continue più luminose nell'universo, e mentre lo fa, forma una corona attorno al buco nero. Questa luce, che è la luce dei raggi X, può essere analizzata per mappare e caratterizzare un buco nero.

    La teoria principale su cosa sia una corona inizia con il gas che scivola nel buco nero dove si surriscalda a milioni di gradi. A quella temperatura, gli elettroni si separano dagli atomi, creando un plasma magnetizzato. Coinvolto nella potente rotazione del buco nero, il campo magnetico si inarca così in alto sopra il buco nero, e tanto gira su se stesso, che alla fine si rompe del tutto, una situazione che ricorda così tanto ciò che accade intorno al nostro Sole che ha preso in prestito il nome "corona".

    "Questo campo magnetico che si lega e poi scatta vicino al buco nero riscalda tutto ciò che lo circonda e produce questi elettroni ad alta energia che poi continuano a produrre i raggi X, " disse Wilkins.

    Mentre Wilkins dava un'occhiata più da vicino per indagare sull'origine dei razzi, vide una serie di lampi più piccoli. Queste, i ricercatori hanno determinato, sono gli stessi bagliori di raggi X ma riflessi dalla parte posteriore del disco:un primo sguardo al lato opposto di un buco nero.

    "Ho costruito previsioni teoriche su come questi echi ci appaiono da alcuni anni, " disse Wilkins. "Li avevo già visti nella teoria che stavo sviluppando, così una volta li ho visti nelle osservazioni del telescopio, Potrei capire la connessione."

    Osservazioni future

    La missione di caratterizzare e comprendere le corone continua e richiederà più osservazione. Parte di quel futuro sarà l'osservatorio a raggi X dell'Agenzia spaziale europea, Athena (telescopio avanzato per l'astrofisica delle alte energie). Come membro del laboratorio di Steve Allen, professore di fisica a Stanford e di fisica delle particelle e astrofisica allo SLAC, Wilkins sta aiutando a sviluppare parte del rivelatore Wide Field Imager per Athena.

    "Ha uno specchio molto più grande di quello che abbiamo mai avuto su un telescopio a raggi X e ci consentirà di ottenere sguardi a risoluzione più elevata in tempi di osservazione molto più brevi, " disse Wilkins. "Allora, il quadro che stiamo iniziando a ottenere dai dati in questo momento diventerà molto più chiaro con questi nuovi osservatori".

    I coautori di questa ricerca provengono dalla Saint Mary's University (Canada), Istituto olandese per la ricerca spaziale (SRON), Università di Amsterdam e Pennsylvania State University.


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