Il buco nero V404 Cygni ha un campo magnetico molto più debole del previsto

V404 Cygni durante il periodo esplosivo (Immagine Andrew Beardmore (Univ. of Leicester) and NASA/Swift)
V404 Cygni durante il periodo esplosivo (Immagine Andrew Beardmore (Univ. of Leicester) and NASA/Swift)

Un articolo pubblicato sulla rivista “Science” descrive una misurazione precisa del campo magnetico della corona del buco nero V404 Cygni. Un team di ricercatori ha utilizzato i dati raccolti nel 2015 durante una violenta esplosione di energia legata all’emissione di getti dal buco nero rilevati a molte lunghezze d’onda usando vari telescopi spaziali e al suolo. Il risultato di questa misurazione è stato molto sorprendente, essendo circa 400 volte inferiore alle stime precedenti.

Distante quasi 8.000 anni luce dalla Terra, il buco nero V404 Cygni ha un diametro stimato in quasi 65 chilometri e una massa stimata in quasi 10 volte quella del Sole. Venne scoperto nel 1989 dal satellite astronomico giapponese Ginga, che rilevò un’esplosione di raggi X. In realtà non era la prima volta che qualcosa di anomalo veniva rilevato in quella posizione ma gli strumenti disponibili nei decenni precedenti avevano permesso di notare solo una generica nova.

Successivi studi hanno permesso di scoprire che il buco nero V404 Cygni fa parte di un sistema binario assieme a una compagna di classe K, una stella normale un po’ più piccola del Sole. Come succede spesso in questi casi, il buco nero sta rubando materiali alla sua compagna e ciò arricchisce un disco di accresciemento attorno a esso. Questi materiali si scaldano in quella che viene chiamata corona al punto tale che emettono fortissime radiazioni elettromagnetiche, perfino raggi X e raggi gamma. Una parte di questi materiali viene espulsa in due getti in corrispondenza dei poli del buco nero.

In questa situazione, periodicamente avvengono violente esplosioni quando il buco nero inghiotte materiali in quantità e in occasione di quella del 2015, durata circa un paio di settimane, è stato possibile esaminare V404 Cygni con strumenti molto più sofisticati rispetto agli eventi precedenti. Il telescopio spaziale NuSTAR della NASA l’ha osservato ai raggi X, il William Herschel Telescope (WHT) alla luce visibile, l’Arcminute Microkelvin Imager (AMI) alle onde radio e il Gran Telescopio Canarias (GTC) agli infrarossi tramite l’apposita macchina fotografica CIRCE (Canarias InfraRed Camera Experiment).

Tutte queste osservazioni hanno permesso di esaminare ciò che succede vicino al buco nero V404 Cygni in modo dettagliato come mai era stato possibile in occasioni del genere. Durante quell’evento V404 Cygni ha sparato elettroni carichi di energia nel campo magnetico della corona, dove hanno emesso radiazioni elettromagnetiche a tutte le lunghezze d’onde. L’osservazione del raffreddamento degli elettroni conseguente all’emissione di energia ha permesso di misurare il campo magnetico, con la sorpresa nei ricercatori.

I modelli teorici sviluppati finora prevedevano che i buchi neri avessero un potente campo magnetico, dell’ordine di 400 volte maggiore di quello misurato nella corona di V404 Cygni. Il sorprendente risultato della misurazione aiuterà a capire meglio le condizioni dei materiali nel disco di accrescimento e nei getti ai poli, dove vengono accelerati fino a raggiungere velocità vicine a quella della luce.

I buchi neri sono oggetti estremi perciò i materiali che orbitano attorno ad essi si trovano in condizioni estreme, soprattutto quando avvengono esplosioni violente come quella di V404 Cygni osservata nel 2015. Assai raramente esse possono essere rilevate e studiate in tanti dettagli e si è trattato di un evento che potrebbe aver fornito informazioni importanti per i futuri progressi nella fisica e nell’astrofisica.

Concetto artistico di V404 Cygni e della sua compagna (Immagine NASA / Goddard Space Flight Center / Conceptual Image Lab)
Concetto artistico di V404 Cygni e della sua compagna (Immagine NASA / Goddard Space Flight Center / Conceptual Image Lab)

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