La curiosità del mese a cura di Tomaso Belloni
Nella curiosità di luglio 2015 abbiamo parlato del sistema binario transiente V404 Cyg, contenente un buco nero, che aveva raggiunto luminosità: elevatissime e di come decine di osservatori in tutto il mondo lo stessero osservando.
Il 29 aprile 2019 è stato pubblicato un articolo sulla rivista Nature, di cui sono coautore, che riporta i risultati dei dati della rete mondiale di radiotelescopi VLBA, ottenuti proprio nel 2015, quando la sorgente era molto attiva (clicca qui per leggere l’articolo su Media Inaf: Getti impazziti dal buco nero a trottola).
In diverse curiosità precedenti (febbraio 2010, dicembre 2013, luglio 2014) abbiamo parlato dei getti relativistici espulsi da sistemi contenenti buchi neri.
Come abbiamo visto nel febbraio 2010, dai sistemi di massa stellare si osservano getti nella banda radio e, al contrario del caso dei buchi neri supermassicci al centro delle galassie (dove per vedere qualcosa che si sposti bisogna aspettare anni), possiamo vedere veri e propri “blob” muoversi nel cielo dopo essere stati espulsi, osservando giorno dopo giorno.
Quello che si è visto nel 2015 in V4040 Cyg è che la materia espulsa cambia direzione più volte nel giro di qualche ora.
Dato che si tratta di “proiettili” che si muovono su traiettorie rettilinee, l’unica interpretazione è che la regione che li produce ruoti, sparandoli quindi in direzioni diverse.
La regione che li produce è la parte interna del disco di accrescimento, che ci aspettiamo possa essere disallineata rispetto al resto del disco: praticamente una “ciambellina” all’interno del disco il cui asse ruota, come una monetina che ruota su un tavolo.
Il getto è espulso perpendicolarmente alla ciambellina, quindi la sua direzione ruota.
Ma qual è il motivo per cui la ciambellina dovrebbe ruotare?
Perchè lo spazio-tempo vicino a un buco nero rotante viene da questo trascinato, quindi tutto ciò che ci orbita intorno con un’orbita inclinata si deve comportare in quel modo.
Un effetto di Relatività Generale che vediamo nell’emissione in raggi X del disco di accrescimento e che ora vediamo direttamente nelle componenti del getto.
Purtroppo il numero di proiettili osservato è troppo basso per poter trovare il periodo di rotazione dell’asse.
Possiamo dire che non può essere più di un paio d’ore, ma molto più probabilmente è dell’ordine di minuti.
In definitiva, la parte interna del disco di accrescimento e il getto che viene espulso perpendicolarmente ad essa si comportano come una trottola, di cui il getto è l’asse.
Una trottola gira intorno al proprio asse, ma quando comincia a rallentare il suo asse descrive un movimento circolare, detto di precessione.
Nel nostro caso la precessione del getto è però causata da un effetto previsto dalla Relatività Generale e verificato sperimentalmente solo in condizioni molto meno estreme.
Nei video che seguono si può vedere un’animazione (sopra) e una simulazione (sotto).
Nell’animazione si vede l’effetto trottola con i getti di luce e materia che vengono emessi in tutte le direzioni e si vede anche cosa succede allo spazio-tempo vicino ad un buco nero.
La simulazione rappresenta immagini radio su un periodo di quattro ore in cui si vedono nubi di plasma che emettono in radio che vengono espulse in diverse direzioni e si allontanano dal buco nero ad una velocità di circa metà di quella della luce.
Crediti: ICRAR – International center for radio astronomy research.
Per saperne di più:
Getti impazziti dal buco nero a trottola – 29/04/2019 da Media Inaf
