I buchi neri non sono vivi, ma si scopre che hanno un cuore pulsante, se consumano enormi quantità di gas. Una nuova ricerca ha scoperto come funziona questo cuore.
Quando Buchi neri I buchi neri esistono in un sistema binario – condividendo un’orbita con un’altra stella – e possono estrarre gas da una stella compagna. Quando ciò accade, il gas viene compresso e riscaldato a temperature incredibilmente elevate, emettendo abbondanti quantità di radiazioni a raggi X nel processo. Attraverso questo processo, gli astronomi hanno identificato per primi i buchi neri nel famoso caso Costellazione del Cigno X-1una delle sorgenti più luminose di raggi X nel nostro cielo.
In mezzo a questo vorace fermento, che può continuare per migliaia o addirittura milioni di anni, a volte può verificarsi una massiccia esplosione. Questa è un’accensione improvvisa Raggi X Il risultato del rapido consumo di un’enorme quantità di materiali contemporaneamente.
Gli astronomi hanno studiato molti di questi brillamenti nel corso degli anni, ma le loro osservazioni dettagliate hanno talvolta rivelato comportamenti strani. Oltre al brillamento generale, c’è un po’ di variabilità, che è un impulso regolare di attività incorporato nell’evento di brillamento. Gli astronomi chiamano questi impulsi battiti cardiaci, perché il loro comportamento assomiglia al segnale ECG di un battito cardiaco umano con un lento aumento e una rapida diminuzione, per poi tornare alla normalità.
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Un team di astronomi del Laboratorio Chiave di Astrofisica delle Particelle dell’Accademia Cinese delle Scienze di Pechino ha studiato l’ultimo battito cardiaco e ha descritto il processo che potrebbe alimentarlo in un documento di ricerca. È stato pubblicato nel database di prestampa arXivHanno presentato il loro lavoro per la pubblicazione su The Astrophysical Journal.
Il bagliore studiato proveniva da IGR J17091-3624, un buco nero situato a 28.000 anni luce dalla Terra. Utilizzando i dati dei raggi X acquisiti con il Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) e il Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) nel 2022, il team ha trovato prove evidenti di un segnale simile al battito cardiaco nel bagliore. Studiando le caratteristiche dettagliate dei battiti cardiaci, hanno concluso che questi tipi di impulsi sono dovuti a interazioni e instabilità all’interno della materia che circonda il buco nero.
Quando la materia cade in un buco nero, non solo viene compressa, ma forma un disco sottile e in rapida rotazione. Il bordo interno di questo disco si inclina verso il basso verso l’orizzonte degli eventi del buco nero, mentre il resto del disco brilla di radiazione a raggi X. Ciò crea una situazione altamente instabile in cui la radiazione proveniente dal disco compete con la forza gravitazionale del buco nero.
Per produrre un battito cardiaco, il disco si disintegra temporaneamente, perdendo la sua coesione e inviando una grande massa di materiale nel buco nero. Questo rilascia un’enorme quantità di radiazioni, che avvia un battito cardiaco. La radiazione quindi riscalda il gas, impedendone temporaneamente la caduta. Il gas poi si stabilizza prima che il processo venga ripetuto, aprendo la strada a un altro battito cardiaco.
Questi segnali del battito cardiaco sono incredibilmente rari – solo due buchi neri su centinaia di buchi neri conosciuti li hanno mostrati – ma i ricercatori sperano di studiarne di più, poiché offrono preziose informazioni sulle relazioni tra i buchi neri e il loro ambiente.
