MADRID, 14 (EUROPA PRESS)
Le osservazioni con l'Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE) della NASA hanno messo in discussione la nostra comprensione di ciò che accade alla materia nelle vicinanze di un buco nero.
Grazie a questo osservatorio spaziale, gli astronomi possono studiare i raggi X incidenti e misurare la polarizzazione, una proprietà della luce che descrive la direzione del suo campo elettrico.
Il grado di polarizzazione misura l'allineamento di queste vibrazioni tra loro. Gli scienziati possono utilizzare il grado di polarizzazione di un buco nero per determinare la posizione della sua corona (una regione di plasma estremamente caldo e magnetizzato che circonda il buco nero) e il modo in cui genera raggi X.
Ad aprile, gli astronomi hanno utilizzato l'IXPE per misurare un grado di polarizzazione del 9,1% nel buco nero IGR J17091-3624, molto più grande di quanto previsto in base ai modelli teorici.
"Il buco nero IGR J17091-3624 è una fonte straordinaria che si attenua e si illumina con l'intensità di un battito cardiaco, e l'IXPE della NASA ci ha permesso di misurare questa fonte unica in un modo completamente nuovo", ha affermato Melissa Ewing della Newcastle University e autrice principale dello studio pubblicato in una nota sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Nei sistemi binari a raggi X, un oggetto estremamente denso, come un buco nero, attira materia da una sorgente vicina, solitamente una stella. Questa materia può iniziare a ruotare, appiattendosi in una struttura vorticosa nota come disco di accrescimento.
La corona, situata nella regione interna di questo disco di accrescimento, può raggiungere temperature estreme, fino a 1 miliardo di gradi Celsius, ed emettere raggi X molto luminosi. Queste corone ultra-calde sono responsabili di alcune delle sorgenti di raggi X più luminose del cielo.
Nonostante la luminosità della corona in IGR J17091-3624, a circa 28.000 anni luce dalla Terra, è ancora troppo piccola e distante perché gli astronomi possano catturarne un'immagine.
"Normalmente, un alto grado di polarizzazione corrisponde a una visione di taglio della corona. La corona dovrebbe essere perfettamente modellata e osservata dalla giusta angolazione per ottenere una tale misurazione", ha affermato Giorgio Matt, professore presso l'Università Roma Tre e coautore di questo articolo, in una dichiarazione. "Il modello di oscuramento non è ancora stato spiegato dagli scienziati e potrebbe contenere la chiave per comprendere questa categoria di buchi neri".
La stella compagna di questo buco nero non è abbastanza luminosa da consentire agli astronomi di stimare direttamente l'angolo di visione del sistema, ma gli insoliti cambiamenti di luminosità osservati da IXPE suggeriscono che il bordo del disco di accrescimento fosse rivolto direttamente verso la Terra.
I ricercatori hanno esplorato diverse strade per spiegare l'elevato grado di polarizzazione.
VENTO DELLA MATERIA
In un modello, gli astronomi hanno incluso un "vento" di materia estratta dal disco di accrescimento e proiettata fuori dal sistema, un fenomeno raro. Se i raggi X coronali incontrassero questa materia durante il loro percorso verso IXPE, si verificherebbe la diffusione Compton, che darebbe origine a queste misurazioni.
"Questi venti sono uno dei tasselli mancanti chiave per comprendere la crescita di tutti i tipi di buchi neri", ha affermato Maxime Parra, che ha guidato l'osservazione e lavora su questo argomento presso l'Università di Ehime a Matsuyama, in Giappone. "Gli astronomi possono aspettarsi che le osservazioni future producano misurazioni ancora più sorprendenti del grado di polarizzazione".
Un altro modello ipotizzava che il plasma nella corona potesse presentare un deflusso molto rapido. Se il plasma fluisse verso l'esterno a velocità fino al 20% della velocità della luce, ovvero circa 200 milioni di chilometri all'ora, gli effetti relativistici potrebbero aumentare la polarizzazione osservata.
In entrambi i casi, le simulazioni sono state in grado di ricreare la polarizzazione osservata senza una vista del bordo molto specifica. I ricercatori continueranno a modellare e testare le loro previsioni per comprendere meglio l'elevato grado di polarizzazione per le future ricerche.
