Un ciclo di due anni nella luminosità dei raggi gamma di un blazar, una galassia alimentata da un buco nero supermassiccio, è stato confermato da 10 anni di osservazioni del telescopio spaziale a raggi gamma Fermi della NASA. I risultati sono stati annunciati oggi all'ottavo incontro del Simposio Internazionale Fermi questa settimana a Baltimora.

"Questa è la prima volta che viene confermato un periodo di raggi gamma in una galassia attiva, " ha detto Stefano Ciprini, ricercatore presso la divisione INFN Tor Vergata del Data Center di Scienze Spaziali dell'Agenzia Spaziale Italiana a Roma. "Il periodo dei raggi gamma si vede anche in altre bande d'onda, compresa la luce visibile, e ulteriori dati a raggi X e radio suggeriscono picchi di luminosità simili".

Parte della materia cade nel blazar, denominato PG 1553+113, forma un getto di particelle che irradia raggi gamma, la forma di luce più energetica, quasi direttamente verso la Terra.

"Questo risultato è stato raggiunto dopo 10 anni di monitoraggio continuo da parte del Large Area Telescope (LAT) di Fermi, disse Sara Cutini, ricercatore presso l'Istituto Italiano di Fisica Nucleare (INFN) di Perugia. "Abbiamo visto per la prima volta un accenno di modulazione periodica nel 2014, quando abbiamo prodotto analisi dettagliate dei dati LAT. Ora possiamo dire con certezza che questo comportamento a lungo termine è reale".

Una coppia di buchi neri supermassicci nel cuore del blazar è la possibilità più allettante. In questo scenario, uno dei buchi neri supermassicci emetterebbe raggi gamma in un getto, e la direzione di questo getto "traballa" a causa delle interazioni con il suo buco nero compagno. Ciò renderebbe PG 1553+113 un obiettivo primario per un futuro rivelatore di onde gravitazionali nello spazio, come la Laser Interferometer Space Antenna (LISA) dell'Agenzia spaziale europea, previsto per il lancio negli anni 2030, o dallo Square Kilometer Array (SKA), un gigantesco radiotelescopio, che è in costruzione in Sud Africa e Australia.

Gli scienziati avvertono che altre interpretazioni possono spiegare l'emissione ciclica. Per esempio, potrebbero esserci instabilità periodiche in un disco di materia che vortica intorno a un singolo buco nero supermassiccio, oppure potrebbero esserci effetti relativistici generali che causano la precessione del getto che emette raggi gamma.

"Le variazioni periodiche della luce visibile, raccolti in 12 anni da telescopi ottici sulla Terra e nello spazio, sono simili e ben correlati con ciò che vediamo nei raggi gamma ad alta energia del Large Area Telescope di Fermi. È una scoperta totalmente nuova per i blazar di raggi gamma ad alta energia e le galassie attive, " ha detto Stefan Larsson, ricercatore presso il Royal Institute of Technology di Stoccolma, Svezia.