L'apparenza inganna. La luce di una lampadina a incandescenza sembra fissa, ma lampeggia 120 volte al secondo. Poiché il cervello percepisce solo una media delle informazioni che riceve, questo sfarfallio è sfocato e la percezione dell'illuminazione costante è una mera illusione.

Sebbene la luce non possa sfuggire a un buco nero, il bagliore luminoso del gas in rapida orbita ha il suo sfarfallio unico. In un recente articolo, pubblicato su Astrophysical Journal Letters , Lena Murchikova, William D. Loughlin Membro dell'Institute for Advanced Study; Chris White dell'Università di Princeton; e Sean Ressler dell'Università della California Santa Barbara sono stati in grado di utilizzare questo sottile sfarfallio per costruire il modello più accurato fino ad oggi del buco nero centrale della nostra galassia, il Sagittario A* (Sgr A*), fornendo informazioni su proprietà come la sua struttura e movimento.

Per la prima volta, i ricercatori hanno mostrato in un unico modello la storia completa di come il gas viaggia al centro della Via Lattea, dall'essere spazzato via dalle stelle alla caduta nel buco nero. Leggendo tra le righe proverbiali (o luce tremolante), il team ha concluso che l'immagine più probabile dell'alimentazione di un buco nero nel centro galattico implica la caduta diretta di gas da grandi distanze, piuttosto che un lento sifone di materiale orbitante per un lungo periodo di tempo.

"I buchi neri sono i guardiani dei loro stessi segreti", ha affermato Murchikova. "Per comprendere meglio questi oggetti misteriosi, dipendiamo dall'osservazione diretta e dalla modellazione ad alta risoluzione."

Sebbene l'esistenza dei buchi neri sia stata prevista circa 100 anni fa da Karl Schwarzschild, sulla base della nuova teoria della gravità di Albert Einstein, solo ora i ricercatori stanno iniziando a sondarli attraverso le osservazioni.

Nell'ottobre 2021, Murchikova ha pubblicato un articolo in Astrophysical Journal Letters , introducendo un metodo per studiare lo sfarfallio del buco nero su una scala temporale di pochi secondi, anziché di pochi minuti. Questo progresso ha consentito una quantificazione più accurata delle proprietà di Sgr A* in base al suo sfarfallio.

White ha lavorato sui dettagli di ciò che accade al gas vicino ai buchi neri (dove sono importanti i forti effetti della relatività generale) e di come questo influenzi la luce che arriva a noi. Un Diario astrofisico la pubblicazione all'inizio di quest'anno riassume alcune delle sue scoperte.

Ressler ha passato anni a tentare di costruire le simulazioni più realistiche fino ad oggi del gas attorno a Sgr A*. Lo ha fatto incorporando le osservazioni delle stelle vicine direttamente nelle simulazioni e tracciando meticolosamente il materiale che hanno perso quando cade nel buco nero. Il suo recente lavoro è culminato in un Astrophysical Journal Letters carta nel 2020.

Murchikova, White e Ressler hanno quindi collaborato per confrontare il pattern di sfarfallio osservato di Sgr A* con quelli previsti dai rispettivi modelli numerici.

"Il risultato si è rivelato molto interessante", ha spiegato Murchikova. "Per molto tempo abbiamo pensato di poter in gran parte ignorare da dove provenisse il gas intorno al buco nero. I modelli tipici immaginano un anello artificiale di gas, a forma di ciambella, a una certa distanza dal buco nero. Abbiamo scoperto che tali modelli producono schemi di sfarfallio non coerenti con le osservazioni."

Il modello del vento stellare di Ressler adotta un approccio più realistico, in cui il gas consumato dai buchi neri viene originariamente rilasciato dalle stelle vicino al centro galattico. Quando questo gas cade nel buco nero, riproduce il corretto schema di sfarfallio. "Il modello non è stato costruito con l'intento di spiegare questo particolare fenomeno. Il successo non era affatto una garanzia", ​​ha commentato Ressler. "Quindi, è stato molto incoraggiante vedere il modello avere un successo così drammatico dopo anni di lavoro."

"Quando studiamo lo sfarfallio, possiamo vedere i cambiamenti nella quantità di luce emessa dal buco nero secondo per secondo, effettuando migliaia di misurazioni nel corso di una singola notte", ha spiegato White. "Tuttavia, questo non ci dice come il gas sia disposto nello spazio come farebbe un'immagine su larga scala. Combinando questi due tipi di osservazioni, è possibile mitigare i limiti di ciascuno, ottenendo così l'immagine più autentica". + Esplora ulteriormente

La visualizzazione della NASA riassume i sistemi di buchi neri più noti