Il gigante addormentato: c'è buco nero "spento" al centro della Via Lattea e potrebbe risvegliarsi

Le osservazioni del telescopi spaziale Swift svelano nuovi dettagli sul centro della nostra Galassia. Dove si trova un "supermassivo" che potrebbe presto tornare attivo.

C'E' UN MOSTRO che si nasconde al centro della nostra Galassia. Un gigantesco buco nero da quattro milioni di masse solari, che sta attraversando una insolita fase di quiescenza. Ma secondo gli astronomi questo gigante addormentato potrebbe risvegliarsi presto, e per questo motivo lo spiano continuamente con telescopi a terra e nello spazio. Ed è proprio durante una di queste campagne osservative che un team di astronomi ha scoperto sei intensi brillamenti nei raggi X, catturati dal telescopio spaziale Swift. Le osservazioni, discusse in un articolo apparso su The Astrophysical Journal, aiutano a far luce sui meccanismi responsabili dei brillamenti X. La stessa serie di osservazioni ha permesso anche di far luce su una nuova stella di neutroni molto vicina al buco nero, presentata in un’altra pubblicazione sulla stessa rivista. Queste due scoperte, annunciate la settimana scorsa al 223° meeting dell’American Astronomical Society nei pressi di Washington, aiutano a studiare meglio il buco nero supermassivo al centro della Via Lattea, confrontandolo con i suoi “cugini” al centro delle altre galassie.

Buchi neri sotto osservazione. Guardando in cielo la striscia bianca della Via Lattea, che identifica il piano della nostra Galassia, è facile riconoscere un rigonfiamento nella costellazione del Sagittario. In quella zona di cielo si trova infatti il nucleo della Galassia, e gli astronomi sanno da anni che lì si annida un buco nero supermassivo, la cui posizione è identificata da una sorgente di onde radio chiamata Sgr A*. Pur trovandosi a circa 26 mila anni luce da noi, questo buco nero è però molto più vicino degli altri buchi neri supermassivi noti, che si trovano al centro di galassie distanti milioni di anni luce.

Il centro Galattico è quindi una regione di cielo molto interessante da tenere sotto controllo, ed è a questo scopo che un team di astronomi coordinato da Nathalie Degenaar dell’Università del Michigan ha condotto una campagna osservativa di sei anni utilizzando il telescopio spaziale per raggi X Swift. Ma, a differenza di altri buchi neri supermassivi, quello al centro della Via Lattea è in una fase quiescente, e solo ogni tanto fa sentire la sua presenza tramite emissione di raggi X.

“Date le sue dimensioni, questo buco nero supermassivo è circa un miliardo di volte più debole di quello che dovrebbe essere”, ha commentato Degenaar, “Sebbene ora sia sedato, è stato molto attivo nel passato e produce ancora regolarmente brevi brillamenti di raggi X”.

Per catturare questi flash di raggi X, nel 2006 Swift ha iniziato ad osservare regolarmente la regione di Sgr A*, compiendo brevi esposizioni di 17 minuti a distanza di alcuni giorni. Durante questa campagna osservativa, condotta con lo strumento X Ray Telescope (XRT) di Swift, sono stati osservati sei eventi particolari, durante i quali l’emissione di raggi X dal centro Galattico è aumentata di un fattore 150 per circa due ore. Tenendo conto della durata delle singole osservazioni, gli autori hanno stimato che questi brillamenti si ripetono ogni circa 5-10 giorni.

Il pasto del buco nero. Ma secondo gli astronomi, il più bello deve ancora venire. Nel 2002 è infatti stata scoperta una nube di gas, di massa pari a circa tre volte la Terra, in rapido avvicinamento al buco nero. Questa nube, denominata G2, avrà presto un incontro ravvicinato con questo buco nero, che potrebbe persino distruggerla con il suo intenso campo gravitazionale. Già nel 2009 gli astronomi hanno osservato i primi segni di questa interazione, mostrando che le fortissime forze di marea del buco nero stanno già deformando la nube. Le simulazioni mostrano che gli effetti principali di questo “incontro ravvicinato” saranno nella prima metà di quest’anno. Se la nube venisse completamente distrutta ed inghiottita dal buco nero, potremmo assistere ad un forte aumento di luminosità dal centro Galattico. Cadendo nel buco nero infatti, i frammenti della nube subiranno un forte attrito interno, che scalderà il gas a temperature di milioni di gradi, alle quali inizierà a emettere raggi X.

“Gli astronomi in tutto il mondo stanno attendendo con impazienza il primo segnale che questa interazione è iniziata”, dice Jamie Kennea della Pennsylvania State University, un altro membro del progetto osservativo, ”con il preziosissimo aiuto di Swift, il nostro programma di monitoring potrebbe facilmente fornircelo”.

Falso allarme. Alla fine di aprile sembrava proprio che quel segnale fosse arrivato. Gli strumenti di Swift avevano infatti registrato un forte aumento di luminosità X nella regione dove si trova G2. Tuttavia ben presto i ricercatori si sono resi conto che si trattava di un falso allarme, perché il lampo di raggi X non proveniva dall’interazione della nube con il buco nero.

Studiando meglio l’emissione di raggi X, gli scienziati hanno però scoperto che l’emissione proviene da una magnetar, un tipo molto raro di stelle di neutroni. Le stelle di neutroni sono prodotte dall’esplosione di una supernova, ultimo atto dell’evoluzione delle stelle di grande massa. Solitamente le stelle di neutroni hanno campi magnetici migliaia di miliardi di volte più intensi del campo magnetico terrestre. Ma, come suggerisce il nome, le magnetar hanno campi magnetici ancora più intensi, migliaia di volte quelli di una normale stella di neutroni. Il nuovo oggetto, denominato SGR J1745-29, si aggiunge all’esigua popolazione delle magnetar, della quale finora si conoscono solo 26 esemplari.

Un orologio cosmico. Sebbene non sia un segnale proveniente dal buco nero, questa magnetar potrebbe rivelarsi un preziosissimo oggetto per gli astrofisici. SGR J1745-29 ruota infatti su sé stessa ogni 3,76 secondi, emettendo impulsi regolari di raggi X e onde radio ogni 3,76 secondi. Questa magnetar è quindi un cronometro cosmico incredibilmente preciso, che gli astronomi pensano di sfruttare per mettere alla prova la teoria della Relatività Generale pubblicata da Einstein nel 1916.

Secondo la Relatività Generale, la grande massa di un buco nero deforma lo spazio-tempo circostante. Muovendosi a soli 0,3 anni luce dal buco nero, questa magnetar può quindi mappare come varia lo scorrere del tempo intorno a questo mostro celeste e confrontarlo con le previsioni della teoria di Einstein.

Il 2014 potrebbe essere un anno cruciale per l’astrofisica, e la campagna osservativa di Swift potrebbe essere di grande aiuto in questo senso, come ricorda Neil Gehrels del NASA Goddard Space Flight Center, che lavora come responsabile della missione: “grazie alla combinazione fra la versatilità del satellite e la sensibilità del suo XRT, Swift è l’unico satellite che può condurre questa campagna”. E, con un po’ di fortuna, potremmo presto vedere il risveglio del gigante addormentato al centro della Galassia.
[fonte rep.ca]

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