Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature Astronomy” riporta i risultati di uno studio sulla formazione di getti di materiali da parte dei buchi neri trovando una regola che sembra essere indipendente dalla loro massa. Adelle Goodwin dell’International Centre for Radio Astronomy Research della Curtin University, in Australia, e Andrew Mummery dell’Institute for Advanced Study di Princeton, negli USA, hanno studiato una serie di eventi di distruzione mareale in cui buchi neri hanno distrutto una stella. Analizzando i dati raccolti, i ricercatori hanno concluso che tutti i buchi neri emettono potenti getti di materiali nello stesso momento del loro ciclo di accrescimento, il quale è legato solo alla velocità del buco nero nell’alimentarsi e non alla sua massa.

Il mistero che i due autori di questo studio volevano risolvere riguarda il motivo per cui alcuni buchi neri supermassicci emettono getti di materiali dopo aver fatto a pezzi una stella che si è avvicinata troppo ad essi mentre altri rimangono dormienti salvo poi emettere getti mesi o perfino anni dopo. Quei getti possono influenzare l’evoluzione delle galassie che ospitano quei buchi neri perciò questo mistero era tutt’altro che marginale.

L’idea che i buchi neri seguano le stesse regole, che si tratti dei resti di stelle o di buchi neri supermassicci, era tutt’altro che nuova. Il problema era che i buchi neri supermassicci hanno evoluzioni che richiedono come minimo millenni, se non milioni di anni, rendendo impossibile seguire i cicli di accrescimento. Ciò però non vale per tutti i cicli di quel tipo perché eventi di distruzione mareale generano cicli di alcuni anni.

Negli eventi di distruzione mareale, una stella che si è avvicinata troppo a un buco nero viene distrutta dalla sua forza di gravità. Parte di essa viene inghiottita mentre un’altra parte forma un disco di accrescimento attorno al buco nero. Rimane una parte del gas che formava la stella che viene espulsa in getti ai poli del buco nero. Questi getti si scontrano con il gas interstellare, generando emissioni radio che possono essere rilevate e aiutano a ricostruire la storia di quegli eventi.

Adelle Goodwin e Andrew Mummery hanno analizzato venti eventi di distruzione mareale usando osservazioni condotte non solo nella banda radio ma anche nelle altre bande elettromagnetiche per ottenere un quadro più completo possibile. Undici di questi eventi sono risultati sufficientemente completi per ottenere le informazioni cercate. I risultati delle analisi sono stati anche confrontati con modelli relativistici dei dischi di accrescimento dei buchi neri supermassicci al centro dello studio.

I due ricercatori hanno trovato due fasi distinte in cui i buchi neri supermassicci espellono materiali in un evento di distruzione mareale. La prima fase arriva nelle fasi iniziali dell’evento, quando il disco di accrescimento aumenta rapidamente di dimensioni. La seconda fase arriva in una fase molto più avanzata, centinaia o perfino migliaia di giorni dopo che la stella viene fatta a pezzi, quando la velocità di accrescimento è calata notevolmente. Solo a quel punto, viene innescata la formazione di getti ed è una soglia già osservata in buchi neri di massa stellare.

Le simulazioni degli eventi di distruzione mareale con stelle e buchi neri con caratteristiche diverse indicano che la velocità di accrescimento del disco è ciò che fa la differenza. In alcuni casi, l’accrescimento del disco di materiali raggiunge rapidamente la soglia necessaria a produrre getti mentre in altri casi possono trascorrere anni prima che ciò avvenga.

I risultati delle simulazioni sono confermati dalle osservazioni. Sono risultati che potranno essere messi alla prova con previsioni dei comportamenti dei buchi neri supermassicci in occasione dei prossimi eventi di distruzione mareale che verranno individuati. Le osservazioni potranno essere programmate per cogliere gli eventi più importanti. Ciò aiuterà a comprendere i dettagli dei processi in atto attorno ai buchi neri supermassicci e le conseguenze sulle galassie che li ospitano. Aiuterà anche a mettere alla prova modelli astrofisici.