Scoperto un nuovo buco nero nel cuore della Via Lattea

Il satelllite della NASA Swift, recentemente ha individuato una crescente ondata di raggi X ad alta energia da una sorgente situata al centro della nostra galassia, la Via Lattea. L’esplosione, prodotta da una rara nova X ha dimostrato la presenza di un buco nero stellare precedentemente sconosciuto.

Un buco nero di massa stellare si forma dal collasso gravitazionale di una stella massiccia  20 o più masse solari.

“Le novae luminose ai raggi X sono così rare che se ne osserva solo una durante un’intera missione, e questo è il caso della sonda Swift”, ha dichiarato Neil Gehrels, ricercatore principale della missione presso il Centro di Volo Spaziale Goddard della Nasa. “Questo è davvero qualcosa che ci aspettavamo”.

Si tratta di una sorgente di raggi X a breve durata che appare improvvisamente, raggiunge il suo picco di emissione in un paio di giorni e poi scompare durante qualche mese. L’esplosione nasce quando si crea un ‘torrente’ di gas che inizia a scorrere improvvisamente verso uno degli oggetti più compatti conosciuti – una stella di neutroni oppure un buco nero.

La sorgente luminosa ha attivato il Burst Alert Telescope di Swift due volte nella mattinata del 16 settembre e una volta il giorno successivo.

Gli astronomi sono riusciti a determinare le coordinate celesti della nova, soprannominata Swift J1745-26,  che si trova a pochi gradi di distanza dal centro della nostra Galassia verso la costellazione del Sagittario. Tuttavia, la sua distanza precisa non è ancora chiara, ma gli scienziati stimano che l’oggetto risieda a circa 20-30 mila anni luce di distanza, ossia nella regione interna della Via Lattea.

Subito dopo i segnali ottenuti dal satellite, le osservazioni terrestri hanno rivelato le emissioni alle lunghezze d’onda dell’infrarosso e delle onde radio. Le spesse nubi di polvere interstellare, però,  hanno impedito agli astronomi di osservare Swift J1745-26 nella luce visibile.

La nova ha raggiunto il picco delle emissioni di raggi X duri – ossia sotto i 0,1 nanometri di lunghezza d’onda e ad energie superiori a 10.000 elettronvolt, migliaia di volte rispetto a quelle della luce visibile – lo scorso 18 settembre, quando l’intensità ha raggiunto quella della celebre Nebulosa del Granchio, un residuo di supernova che viene usato come strumento di calibrazione per le sorgenti ad alta energia, ed è considerato una delle più brillanti sorgenti al di fuori del Sistema Solare.

Nonostante l’intensità delle emissioni si è ora abbassata, la nova ha illuminato ancora alle energie più basse e più deboli e le emissioni sono state rilevate dal satellite della Nasa Swift. Da Mercoledì, Swift J1745-26 è diventata 30 volte più luminosa nei raggi X molli (con lunghezze sopra i 0,1 nm) rispetto a quando è stata scoperta e ha continuato ad emettere.

“Lo schema che stiamo vedendo di solito si osserva in un residuo stellare in cui  l’oggetto centrale è un buco nero. Una volta che i raggi X svaniscono, speriamo di poter misurare la sua massa confermando la presenza del buco nero”, ha affermato Boris Sbarufatti, astrofisico dell’Osservatorio di Brera a Milano che sta lavorando con gli altri membri del team della missione Swift presso l’Università dello Stato della Pennsylvania.

Il buco nero deve essere un membro di un sistema binario a raggi X di piccola massa (LMXB), che comprende una stella normale simile al Sole. Un flusso costante di gas sgorga dalla stella normale ed entra in un disco di materia attorno al buco nero. Nella maggior parte dei LMXB, il gas si muove a spirale verso l’interno, riscaldandosi mentre si dirige verso il buco nero e produce un flusso costante di raggi X.

Sotto certe condizioni, però, il flusso costante dentro il disco dipende dalla velocità della materia che fluisce dalla stella compagna e il disco non riesce a mantenere il flusso costante interno e si muove tra due condizioni radicalmente differenti – uno stato meno ionizzato e più freddo in cui il gas semplicemente si raccoglie nella parte esterna del disco come acqua dietro una diga, e uno stato più ionizzato e più caldo che crea una crescente ondata di gas verso il centro.

Questo fenomeno denominato ciclo termico-viscoso limite, aiuta gli scienziati a spiegare fenomeni transienti di questo tipo osservati in una varietà di sistemi – dai dischi protoplanetari intorno alle giovani stelle alle novae nane in cui l’oggetto centrale è una nana bianca ed anche alle emissioni brillanti dei buchi neri supermassicci nel cuore delle galassie lontane.