Anche i buchi neri dormienti deformano lo spazio e il tempo: è questa in estrema sintesi la scoperta di un gruppo di ricerca che ha studiato con i raggi X un buco nero supermassiccio di circa due milioni di masse solari al centro di una galassia a 3,8 miliardi di anni luce da noi.
Come abbiamo detto più volte, i buchi neri sono così incredibilmente densi che nulla - nemmeno la luce - può sfuggire dalla loro attrazione gravitazionale. Per questo non possiamo osservarli direttamente e per studiarli gli scienziati rilevano i raggi X che vengono emessi dalla materia circostante che viene "aspirata" dal buco nero.
Il buco nero di cui vi stiamo parlando però è particolare: si tratta di un buco nero dormiente, in pratica un gigante addormentato. Gli scienziati reputano che circa il 90 percento di tutti i buchi neri supermassicci nell'Universo siano dormienti, ma sappiamo poco su di loro perché sono difficili da studiare: non divorano attivamente materia e per questo sono più difficili da vedere. Sappiamo di più sui buchi neri attivi, anche se costituiscono solo il 10 percento di tutti i buchi neri supermassicci nell'Universo. Oltre a "nutrirsi" in continuazione, questi ultimi sono anche circondati da un disco di detriti e gas stellare, il cosiddetto disco di accrescimento, che aiuta gli scienziati a studiare gli effetti gravitazionali di un buco nero e il suo spin.
In questo caso è accaduto un evento poco comune: il buco nero dormiente Swift J1644+57 ha inghiottito una stella, dando agli scienziati la possibilità di vedere quello che è accaduto con i raggi X.
"Stiamo assistendo per la prima volta a forti effetti gravitazionali provenienti da un buco nero dormiente", ha spiegato il coautore dello studio Erin Kara dell'Università del Maryland. "È un fatto importante perché lo sforzo per misurare la rotazione dei buchi neri di solito funziona solo con quelli attivi".
I ricercatori sono stati in grado di studiare questo particolare buco nero dormiente grazie ai raggi X emessi quando una stella si è avvicinata troppo al buco nero ed è stata lacerata dalla sua enorme forza gravitazionale. Si è verificato un evento conosciuto come "evento di distruzione mareale", che ha scatenato spettacolari "fuochi d'artificio" rilevati dallo Swift Burst Alert Telescope della NASA il 28 marzo 2011. Quando la stella è stata fatta a pezzi, i detriti stellari hanno creato un nuovo disco di accrescimento e un potentissimo getto ad alta energia.
In astronomia un disco di accrescimento è la struttura formata dal materiale che cade in una sorgente di campo gravitazionale. Nel caso di Swift J1644+57, il disco di accrescimento è nato proprio dai resti della stella divorata: il materiale stellare, inglobato dal buco nero, ha formato il disco esterno che è stato progressivamente riscaldato.
Studiando la luce emessa i ricercatori hanno potuto vedere come un buco nero dormiente deforma lo spazio e il tempo, inghiottendo gas caldo per nutrirsi. E hanno anche capito che il disco di accrescimento era gonfio, non sottile come quello dei buchi neri attivi.
"Prima di questo risultato, non avevamo una prova chiara della presenza della regione più interna del disco. Il nostro studio mostra che possiamo invece osservare questo riverbero al lavoro in una zona molto vicina al centro del buco nero" commenta Erin Kara su Nature.
I dati mostrano che Swift J1644+57 ha consumato con estrema velocità il materiale proveniente dalla stella divorata, arrivando persino a superare il cosiddetto limite di Eddington – il massimo teorico che definisce quanto rapidamente un buco nero può consumare materia.