Questa illustrazione mostra un disco di gas caldo che ruota attorno a un buco nero. La striscia di gas che si estende verso destra è ciò che resta di una stella che è stata strappata dal buco nero. I buchi neri sono fenomeni straordinari, anche secondo gli standard degli astronomi. La loro massa è talmente grande da piegare lo spazio attorno a loro così strettamente che nulla può sfuggire, nemmeno la luce stessa.
Eppure, nonostante la loro famosa oscurità, alcuni buchi neri sono abbastanza visibili. Il gas e le stelle che questi vuoti galattici divorano vengono risucchiati in un disco luminoso prima del loro viaggio a senso unico nel buco, e questi dischi possono splendere più luminosamente di intere galassie.
Ancora più strano, questi buchi neri luccicano. La luminosità dei dischi luminosi può fluttuare da un giorno all’altro, e nessuno è del tutto sicuro del motivo.
Abbiamo preso in prestito dallo sforzo della difesa degli asteroidi della NASA per osservare più di 5.000 dei buchi neri a più rapida crescita nel cielo per cinque anni, nel tentativo di capire perché avviene questo luccichio. In un articolo pubblicato su Nature Astronomy il 2 febbraio 2024, abbiamo riportato la nostra risposta: si tratta di una sorta di turbolenza causata dalla frizione e da intense forze gravitazionali e magnetiche.
Il nostro universo è molto misterioso, ma la scienza continua a esplorare, scoprire e cercare di comprendere fenomeni così affascinanti come quello dei buchi neri.
I Buchi Neri Sono Enormi Mangia-stelle Giganteschi
Vorrei parlarti dei buchi neri supermassicci. Immaginali come dei giganti neri simili a milioni o miliardi di soli, posizionati al centro delle galassie.
La nostra stessa galassia, la Via Lattea, ospita uno di questi giganti al suo centro, con una massa di circa 4 milioni di soli. Questo immenso corpo celeste, per la maggior parte, governa il movimento dei circa 200 miliardi di stelle che compongono il resto della galassia, incluso il nostro Sole, facendole orbitare intorno a sé.
Tuttavia, non in tutte le galassie la situazione è così pacifica. Quando coppie di galassie si attraggono gravitazionalmente, molte stelle possono essere tirate troppo vicino al buco nero della propria galassia. Il destino di queste stelle è segnato: vengono lacerate e divorare dal buco nero.
Siamo certi che questo deve essere accaduto nelle galassie con buchi neri di massa miliardaria, perché non riusciamo ad immaginare come altrimenti avrebbero potuto raggiungere dimensioni così immense. È probabile che ciò sia accaduto anche nella nostra Via Lattea in passato.
Inoltre, i buchi neri possono nutrirsi in modo più lento e delicato, aspirando le nubi di gas espulse dalle stelle anziane conosciute come giganti rosse.
Questa sequenza di illustrazioni mostra come un buco nero può divorare una stella in transito. 1. Una stella normale passa vicino a un buco nero supermassiccio nel centro di una galassia. 2. Il buco nero attira i gas esterni della stella nel suo campo gravitazionale. 3. Le forze di marea strappano la stella e la frantumano. 4. Infine, il buco nero attira i resti stellari in un anello a forma di ciambella intorno ad esso, che verrà inevitabilmente risucchiato nel buco nero, emettendo una quantità enorme di luce e radiazioni ad alta energia. NASA, ESA, Leah Hustak(STScI).
Orario del pasto del buco nero
Oggi vi parlerò del processo di alimentazione dei 5.000 buchi neri con la crescita più veloce nell’universo.
In precedenti studi, abbiamo scoperto i buchi neri con l’appetito più vorace. Nel 2024, abbiamo trovato un buco nero che mangia una quantità di materia equivalente a quella della Terra ogni secondo. Nel 2024, abbiamo scoperto un altro buco nero che mangia un intero sole ogni 48 ore.
Ma molte domande rimangono ancora senza risposta riguardo al loro effettivo comportamento alimentare. Sappiamo che il materiale in rotta verso il buco si avvolge in un “disco di accrescimento” luminoso abbastanza brillante da eclissare intere galassie. Questi buchi neri in fase di alimentazione visibile vengono chiamati quasar.
La maggior parte di questi buchi neri si trova a una distanza molto, molto lontana, troppo lontana per noi per vedere i dettagli dei dischi. Abbiamo alcune immagini dei dischi di accrescimento intorno ai buchi neri vicini, ma essi stanno solo respirando un po’ di gas cosmico anziché nutrirsi di stelle.
Cinque anni di flickering dei buchi neri
Ciao Oggi vorrei raccontarti di un affascinante studio condotto dagli scienziati sull’osservazione dei buchi neri nello spazio.
Immagina di trostarti sopra un grande telescopio, puntato verso il cielo stellato, scrutando ogni notte i movimenti dei buchi neri. Grazie a questo studio, è stato possibile creare un film di cinque anni per ogni buco nero, mostrando i cambiamenti giornalieri nella luminosità causati dal frizzante e ribollente vortice nell’alone di accrescimento.
I brillii dei buchi neri possono dirci qualcosa riguardo i dischi di accrescimento. Gli scienziati hanno proposto una teoria nel 1998 che descrive come i campi magnetici possano causare turbolenze nei dischi, facendoli brillare in modelli regolari. Questo studio ha dimostrato che, una volta ordinati per dimensione, luminosità e colore, tutti i modelli di brillio cominciavano a sembrare gli stessi una volta regolati alla velocità orbitale del disco.
Questo comportamento universale è in realtà predetto dalla teoria delle instabilità magnetoidrodinamiche, il che è rassicurante. Significa che queste maestose tempeste sono”semplici” dopo tutto.
E ciò apre nuove possibilità. Si pensa che le sottili differenze rimanenti tra i dischi di accrescimento siano dovute al fatto che li stiamo osservando da diverse angolature.
Il prossimo passo sarà esaminare più attentamente queste sottili differenze e vedere se possono fornire indizi sull’orientamento di un buco nero. Alla fine, le future misurazioni dei buchi neri potrebbero essere ancora più accurate.
Questa fantastica ricerca è stata condivisa da Christian Wolf, un professore associato di astronomia e astrofisica presso l’Università Nazionale Australiana. Spero che tu abbia trovato interessante questo viaggio nell’affascinante mondo dell’astrofisica!
Un Piero Angela