Un articolo pubblicato sulla rivista “The Astrophysical Journal Letters” riporta le osservazioni il passaggio di un buco nero supermassiccio nel disco di materiali che circonda un altro oggetto dello stesso tipo ma ancor più massiccio nella galassia OJ 287. Un team di ricercatori ha usato il telescopio spaziale Spitzer della NASA per monitorare quest’evento, che era stato previsto da un modello creato appositamente per tenere conto dell’ambiente estremo generato in particolare dal più grande dei due buchi neri, la cui massa è stimata attorno a 18 miliardi di volte quella del Sole. Questo modello, del 2018, è il più recente e tiene conto delle onde gravitazionali ma anche del teorema no-hair.

Distante circa 3,5 miliardi di anni luce dalla Terra, la galassia OJ 287 contiene un blazar, un tipo di quasar con un getto di particelle molto cariche di energia puntato verso la Terra. Il blazar è alimentato da un buco nero supermassiccio circondato da un disco di gas e polveri che vengono scaldate al punto da emettere fortissime radiazioni elettromagnetiche che lo rendono luminosissimo anche a quella distanza. Si tratta di uno dei più grandi buchi neri conosciuti con una massa stimata in circa 18 miliardi di volte quella del Sole. OJ 287 ha la particolarità di avere un secondo buco nero supermassiccio, un altro oggetto enorme che però sembra piccolo di fronte al primario con una massa che è stimata in “sole” 150 milioni di volte quella del Sole.

Probabilmente la galassia OJ 287 è il frutto di una fusione galattica e ognuna delle due galassie originarie aveva un buco nero supermassiccio al proprio centro. Ora questi due buchi neri si sono avvicinati e in futuro si fonderanno anch’essi, probabilmente entro 10.000 anni. Per il momento, il buco nero che ora è secondario sta orbitando attorno al primario in un’orbita irregolare e oblunga e ciò significa che passa attraverso il disco di materiali in momenti diversi nell’arco di 12 anni. Quando ciò avviene, l’impatto con i materiali genera due bolle di gas caldo in espansione che si allontanano in direzioni opposte quadruplicando la luminosità del quasar in meno di 48 ore.

L’attività esplosiva generata dall’interazione tra il buco nero supermassiccio secondario e il disco che circonda il primario è conosciuta da molto tempo perché può essere visto in fotografie scattate alla fine del XIX secolo. All’epoca gli astronomi non avevano idea di cosa si trattasse e solo in questo secolo è stato possibile creare modelli che prevedano quegli eventi. Nel 2010 un modello al computer aveva permesso di prevedere un evento di quel tipo con una precisione tra una e tre settimane. Nel 2018 un nuovo modello ha incluso onde gravitazionali e teorema no-hair permettendo di aumentare la precisione al punto di prevedere l’evento del 31 luglio 2019 con un margine di 4 ore.

Il telescopio spaziale Spitzer ha permesso di monitorare il blazar OJ 287 in un periodo in cui il Sole era tra esso e la Terra, coprendone la vista ai telescopio al suolo e in orbita attorno alla Terra. Spitzer ha lavorato in una sua orbita attorno al Sole finché la sua missione è terminata il 30 gennaio 2020 ed era in una posizione adatta a osservare l’attività esplosiva in OJ 287 dall’inizio, il 31 luglio, fino all’inizio di settembre, quando si è spenta e il blazar è tornato visibile dalla Terra e dalla sua orbita.

La nascita dell’astronomia delle onde gravitazionali ha fornito un contributo significativo a questa ricerca perché ha fornito informazioni utilissime alla creazione del nuovo modello. I risultati confermano il teorema no-hair che prevede che i buchi neri abbiano una superficie liscia. In sostanza, la coppia di buchi neri supermassicci nella galassia OJ 287 costituiscono una sorta di immenso laboratorio spaziale che permette di testare la teoria della relatività e altri modelli fisici riguardanti i buchi neri.