IL BUCO NERO OLTRE LA SIEPE

Dall’analisi delle variazioni periodiche nell’emissione luminosa di Swift J1357.2−0933, una binaria formata da un buco nero e dalla sua stella compagna, si intuisce la presenza di una strana conformazione mai vista prima. Mettiamo che stiate pedalando in bicicletta, quando all’improvviso cominciate a sentire uno strano rumore. Un rumore intermittente, più o meno regolare. Senza nemmeno bisogno di guardare, semplicemente ascoltandone il ritmo e confrontandolo con la vostra pedalata, già siete in grado di fare ipotesi: qualcosa è finito fra i raggi delle ruote, o nel mozzo, o fra i pedali. Ancora non sapete esattamente di che si tratta – un rametto? una foglia? una zolla di terra? – però potete intuire non solo che c’è effettivamente qualcosa, ma persino dove potrebbe essersi incastrata. Senz’altro indizio che le onde sonore.

Che c’entra con l’astrofisica? Bene, mettiamo ora che ci sia, a circa 5000 anni luce dalla Terra, un sistema binario formato da una stella e da un buco nero che pedalano l’uno attorno all’altra al ritmo di un giro ogni 2 ore e 48 minuti. Osservando l’emissione – non sonora, in questo caso, bensì luminosa – del sistema, riuscite ad accorgervi che varia in modo strano, non giustificabile se non con la presenza d’un oggetto imprevisto. Proprio come con la bicicletta, non avete la più pallida idea di che si possa trattare, ma sapete che c’è. E analizzando le onde luminose con più attenzione riuscite persino a capire dove si trova l’intruso e che forma potrebbe avere: è una struttura mai vista prima, tanto che la vostra scoperta finisce dritta sulle pagine di Science.

Ebbene, è esattamente ciò che è riuscito a compiere un team di astronomi guidato da Jesús Corral-Santana dell’Instituto de Astrofísica de Canarias di La Laguna, alle Canarie. Allertati dal satellite Swift della NASA, che il 28 gennaio del 2011 aveva individuato una binaria X nella costellazione della Vergine, tra il febbraio e il marzo successivi hanno puntato gli specchi da 2.5 e 4.2 metri dei telescopi Isaac Newton e William Herschel (entrambi sull’Isola di La Palma, accanto al TNG) in quella direzione. Il sistema, battezzato Swift J1357.2-0933, è una cosiddetta VXFB (Very Faint X-ray Binary), ovvero una binaria X ultra-debole: una classe particolare di cui sono già stati osservati, nella nostra galassia, circa una quarantina d’esemplari.

In prima battuta Swift J1357.2-0933 sembra avere una conformazione standard: un buco nero “cannibale” (di circa 3 masse solari) circondato da uno spesso disco d’accrescimento attorno al quale spiraleggia, come una falena attratta da una lanterna, una piccola stella (appena un quarto della massa del Sole) che gli cede materia, in attesa di capitolare. Ha però una peculiarità, rispetto ai sistemi analoghi già conosciuti: oltre a essere relativamente vicino (1500 parsec), visto dalla Terra è orientato in modo tale che lo riusciamo a osservare quasi di taglio. Quel “quasi” è importante: proprio la leggera inclinazione consente infatti una vista privilegiata, tale da poter cogliere i fotoni provenienti dalla zona interna del disco d’accrescimento pur mantenendo una prospettiva, appunto, di taglio.

Ed è proprio dall’analisi delle variazioni periodiche nello spettro di quei fotoni – troppo rapide rispetto al periodo orbitale del sistema – che Corral-Santana e colleghi sono riusciti a rilevare la presenza dell’intruso, a localizzarne la posizione e a ricostruirne la forma: si tratta di una struttura verticale mai vista prima che si erge al centro del disco d’accrescimento della binaria X, proprio nei pressi del buco nero. Ora si tratta di capire a cosa possa essere dovuta, e se è presente o meno anche nelle altre VXFB.

Per saperne di più:

• Leggi su Science l’articolo ”A Black Hole Nova Obscured by an Inner Disk Torus“, di J. M. Corral-Santana, J. Casares, T. Muñoz-Darias, P. Rodríguez-Gil, T. Shahbaz, M. A. P. Torres, C. Zurita e A. A. Tyndall