Un nuovo buco nero stellare nella nostra Galassia

Sagittarius A*, il centro della nostra Galassia ripreso dal Chandra X ray Observatory della NASA. Nel cuore della nostra Galassia vi è un buco nero supermassiccio di milioni di masse solari. Crediti NASA/Chandra X-Ray Observatory.

Il satellite Swift della NASA ha recentemente rilevato una crescente ondata di alta energia in raggi X da una sorgente posizionata in direzione del centro della nostra Galassia. L’outburst ha prodotto una nova rara in raggi X, che preannuncia la presenza di uno sconosciuto buco nero di massa stellare nella Via Lattea.

Novae luminose in raggi X sono così rare che i calcoli probabilistici portano ad affermare che esse capitano solo una sola volta nella vita di una missione come quella di Swift. E per Swift questa è la prima rilevazione in tal senso. “Questa è davvero un evento che stavamo aspettando” ha affermato Neil Gehrels, il Principal Investigator della Missione Swift che lavora presso il Goddard Space Flight Center a Greenbelt, Maryland.

Una nova in X è una sorgente in raggi X con un tempo di vita molto breve che appare improvvisamente e raggiunge il suo picco di emissione in pochi giorni per poi indebolirsi in luminosità nel corso di parecchi mesi. L’outburst si verifica quando un’enorme quantità di gas immagazzinato nella stella degenera rapidamente e improvvisamente in uno degli oggetti più compatti finora conosciuti, una stella a neutroni oppure un buco nero.

Rappresentazione artistica di un buco nero che cattura il gas da una stella vicina, la stessa cosa che probabilmente si ha con Swift J1745-26. Fonte: NASA/Goddard Flight Center.

Denominata Swift J1745-26, dalle sue coordinate nel cielo, la nova si trova a pochi gradi dal centro della nostra Galassia in direzione della costellazione Sagittario dove è presente un buco nero supermassiccio di milioni di masse solari. Anche se non è ancora nota esattamente la sua posizione, si pensa che l’oggetto si trovi a circa 20 000-30 000 anni luce di distanza dalla regione più interna della nostra Galassia.

Osservatori terrestri hanno rilevato le emissioni in luce infrarossa e radio, ma nubi spesse di polvere oscura hanno impedito l’osservazione di Swift J1745-26 in luce visibile.

Swift J1745-26, confrontato con le dimensioni della Luna piena come apparirebbe dal campo di vista della Terra. Questa immagine è stata presa il 18 settembre 2012 quando la sorgente aveva il suo massimo di emissione in X. Crediti: NASA/Goddard Space Flight Center/S. Immler e H. Krimm.

La nova ha raggiunto il picco in raggi X, con energie superiori a 10 000 eV il 18 settembre, toccando intensità pari a quella della celebre Nebulosa del Granchio, un resto di supernova che viene utilizzato come target di calibrazione dagli osservatori terrestri ed è considerata una delle sorgenti più luminose al di là del nostro Sistema Solare a tali energie.

Si ipotizza che l’oggetto in questione si un buco nero. Nel momento in cui i raggi X scompariranno, si spera di misurare la sua massa e di confermare il suo status di buco nero. Anche l’Italia partecipa in questa missione. Nel team vi è  Boris Sbarufatti dell’Osservatorio di Brera, Milano, che attualmente sta lavorando con altri membri del team di Swift presso la Penn State all’University Park, Pasadena. “Questa ripetuta esplosione di raggi X e la sua posizione, situata a qualche grado dal centro della nostra Galassia verso la costellazione del Sagittario, hanno fatto immediatamente capire che non si trattava di un’emissione di raggi gamma”, ha detto Gianpiero Tagliaferri, dell’Istituto Nazionale di Astrofisica e Responsabile Scientifico del Gruppo Italiano nel Progetto Swift.

Il buco nero dev’essere un membro di un sistema binario X di piccola massa (LMXB, Low Mass X-ray Binary) che include una stella normale simile al Sole. Un flusso di gas fluisce dalla stella di massa solare ed entra ruotando formando un disco di materiale attorno al buco nero. Nella maggior parte dei sistemi LMXB il gas forma una sorta di spirale avvolgente mentre viene catturato, si riscalda man mano che cade dentro il buco nero e produce un flusso costante di raggi X.

Sotto certe condizioni il disco non mantiene un flusso costante di materia, ma oscilla tra due stati drammaticamente diversi: uno stato più freddo e meno ionizzato in cui il gas si accumula nella parte più esterna del disco, come fa l’acqua dietro ad una diga, ed uno più caldo e ionizzato che manda una forte ondata di gas verso il centro. E questo è quello che abbiamo osservato in questa nuova sorgente. Questo fenomeno, chiamato ciclo termico-viscoso, si pensa spieghi fenomeni transienti di questo tipo osservati in una varietà di sistemi.

Fonte Swift NASA: NASA’s Swift Satellite Discovers a New Black Hole in our Galaxy- http://www.nasa.gov/mission_pages/swift/bursts/new-black-hole.html
NASA’s Swift Satellite Discovers A New Black Hole In Our Galaxy – http://www.nasa.gov/home/hqnews/2012/oct/HQ_12-353_Swift_Black_Hole.html

Sabrina