All’inizio sembrava un segnale normale. Lo avevano registrato per la prima volta nell’ottobre del 2020 con la Zwicky Transient Facility (Ztf). Proveniva dalla galassia Leda 145386, a circa 120 milioni di anni luce da noi. Ma il 4 gennaio 2024, sempre osservandolo con la Ztf, gli astronomi hanno rilevato nella stessa sorgente un notevole incremento di luminosità. Un fenomeno di rebrightening: quello che si dice un transiente ottico.
Tidal disruption event e campagna osservativa internazionale
E lo hanno chiamato Tde 2020afhd, dove le prime tre lettere stanno per tidal disruption event: un evento di distruzione mareale, ovvero ciò che si verifica quando una stella si avvicina a un buco nero e viene lacerata dalle forze mareali. In queste circostanze, parte della materia della stella va a formare attorno al buco nero un cosiddetto disco d’accrescimento, una struttura caldissima che emette intense radiazioni. Eventi di questo genere sono spesso fonti preziose d’informazioni su ciò che accade nei dintorni d’un buco nero.
Un team di astronomi guidato da Yanan Wang, ricercatrice all’Accademia cinese delle scienze, ha messo rapidamente in piedi una campagna di osservazione coordinata a livello internazionale, mobilitando diversi telescopi, dallo spazio e da terra, per un monitoraggio frequente e a più lunghezze d’onda della sorgente, durato oltre un anno.
A tenere d’occhio Tde 2020afhd dallo spazio sono stati i telescopi per raggi X Swift, Nicer e Xmm-Newton, mentre le osservazioni da terra sono state affidate ai radiointerferometri Vla, Atca, e-Merlin e Vlba, integrate dai dati ottici dei telescopi cinesi Xinglong (2,16 m) e Lijiang (2,4 m), ottenendo una copertura completa dell’evento in tutte le lunghezze d’onda.
Oscillazioni quasi periodiche osservate in banda X e radio
Dall’analisi dei dati è emerso un comportamento sorprendente: circa 215 giorni dopo l’evento, la curva di luce in raggi X ha mostrato una pronunciata oscillazione quasi periodica con un periodo di circa 19,6 giorni e variazioni in ampiezza superiori a dieci volte. Una variabilità analoga è stata riscontrata anche in banda radio, dove è risultata superiore a quattro volte e ben sincronizzata con le variazioni in banda X.
La co-precessione tra disco di accrescimento e getto
I risultati offrono la prova a oggi più convincente della co-precessione tra il disco di accrescimento di un buco nero e il suo getto.
«Il comportamento quasi periodico di grande ampiezza e su più bande che abbiamo osservato indica chiaramente che il disco di accrescimento e il getto stanno “precessando” come un sistema coordinato», dice Wang. «È come se “vedessimo” il sistema del buco nero oscillare ritmicamente, con il suo disco di accrescimento e il getto che salgono e scendono all’unisono».
Il ruolo dell’effetto Lense-Thirring
A guidare questa co-precessione fra disco e getto è probabilmente l’effetto Lense-Thirring, un fenomeno di trascinamento del sistema di riferimento previsto dalla relatività generale di Einstein.
«Il recente risultato della nostra campagna osservativa in banda radio e X su questo evento Tde», spiega Ranieri Baldi, ricercatore all’Inaf Ira di Bologna, «offre una testimonianza diretta di un possibile fenomeno relativistico fondamentale: la precessione dovuta all’effetto Lense-Thirring. La rotazione del buco nero centrale trascina lo spaziotempo circostante, imprimendo al disco di accrescimento e al getto lanciato perpendicolarmente al disco una lenta ma coerente rotazione, tale da generare variazioni osservabili nella luce X (dal disco) e radio (dal getto) emessa.
Inoltre, il moto precessionale fa sì che il getto attraversi periodicamente la nostra linea di vista: un vero e proprio “effetto faro” che ne aumenta la luminosità apparente e rende ancora più evidente la firma di questo comportamento relativistico».
Il valore dei Tde nello studio dei buchi neri
«Questo eccellente risultato», conclude Francesca Onori dell’Inaf d’Abruzzo, «mostra non solo le grandi potenzialità di un’adeguata strategia osservativa in multibanda nello studio dei transienti, ma anche come i Tde siano dei potenti strumenti per studiare i fenomeni legati all’accrescimento di materia attorno a buchi neri supermassicci dormienti, che altrimenti non sarebbero visibili agli astronomi».
Fonte: Redazione Media Inaf
Michelangelo Moles laureato magistrale in Corporate Communication e Media è specializzato nei temi della space economy e della blue economy, con particolare attenzione agli aspetti legati all’innovazione, alla comunicazione strategica e alla divulgazione dei nuovi modelli economici connessi al mare e allo spazio.
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