Un buco nero luminoso genera venti ultraveloci: individuata un’esplosione mai vista prima

I telescopi spaziali a raggi X XMM-Newton e XRISM hanno individuato un’esplosione mai vista prima da un buco nero supermassiccio. Nel giro di poche ore, il mostro gravitazionale ha generato venti potenti, scagliando materiale nello spazio alla velocità impressionante di 60.000km al secondo. Il gigantesco buco nero si nasconde all’interno di NGC 3783, una splendida galassia a spirale recentemente immortalata dal telescopio spaziale Hubble di NASA/ESA. Gli astronomi hanno individuato un luminoso brillamento a raggi X eruttare dal buco nero prima di svanire rapidamente. Mentre svaniva, sono emersi venti veloci, che infuriavano a un quinto della velocità della luce.

“Non avevamo mai visto un buco nero creare venti così rapidamente prima“, afferma il ricercatore capo Liyi Gu presso la Space Research Organisation Netherlands (SRON). “Per la prima volta, abbiamo visto come una rapida emissione di raggi X da un buco nero inneschi immediatamente venti ultraveloci, che si formano in un solo giorno”.

Divorare materia

Per studiare NGC 3783 e il suo buco nero, Gu e colleghi hanno utilizzato simultaneamente l’XMM-Newton dell’Agenzia Spaziale Europea e la missione X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission (XRISM), una missione guidata dalla JAXA con la partecipazione di ESA e NASA.

Il buco nero in questione ha una massa pari a 30 milioni di volte quella del Sole. Mentre si nutre di materiale circostante, alimenta una regione estremamente luminosa e attiva nel cuore della galassia a spirale. Questa regione, nota come Nucleo Galattico Attivo (AGN), risplende di ogni tipo di luce e proietta potenti getti e venti nel cosmo.

“Gli AGN sono regioni davvero affascinanti e intense, e obiettivi chiave sia per XMM-Newton che per XRISM”, aggiunge Matteo Guainazzi, Project Scientist dell’ESA per XRISM e coautore della scoperta. “I venti attorno a questo buco nero sembrano essersi creati quando il campo magnetico intricato dell’AGN si è improvvisamente “sbrogliato”, in modo simile ai brillamenti che eruttano dal Sole, ma su una scala quasi inimmaginabile”.

Un po’ meno alieni

I venti provenienti dal buco nero assomigliano a grandi eruzioni solari di materiale note come espulsioni di massa coronale, che si formano quando il Sole lancia nello spazio flussi di materiale surriscaldato. In questo modo, lo studio dimostra che i buchi neri supermassicci a volte si comportano come la nostra stella, rendendo questi oggetti misteriosi un po’ meno alieni.

Infatti, un’espulsione di massa coronale a seguito di un intenso brillamento è stata osservata sul Sole recentemente l’11 novembre, con i venti associati a questo evento emessi a velocità iniziali di 1500km al secondo.

“Gli AGN ventosi svolgono anche un ruolo importante nell’evoluzione delle galassie che li ospitano e nella formazione di nuove stelle“, aggiunge Camille Diez, membro del team e ricercatrice ESA. “Data la loro così grande influenza, saperne di più sul magnetismo degli AGN e su come generano venti come questi è fondamentale per comprendere la storia delle galassie in tutto l’Universo”.

Una scoperta congiunta

XMM-Newton è un esploratore pionieristico dell’Universo caldo ed estremo da oltre 25 anni, mentre XRISM lavora per rispondere a domande chiave su come la materia e l’energia si muovono nel cosmo fin dal suo lancio nel settembre 2023.

I due telescopi spaziali a raggi X hanno collaborato per scoprire questo evento unico e comprendere il brillamento e i venti del buco nero. XMM-Newton ha tracciato l’evoluzione del brillamento iniziale con il suo Optical Monitor e ha valutato l’entità dei venti utilizzando la sua European Photon Imaging Camera (EPIC). XRISM ha individuato il brillamento e i venti utilizzando il suo strumento Resolve, studiando anche la velocità e la struttura dei venti e scoprendo come vengono lanciati nello spazio.

“La loro scoperta nasce da una proficua collaborazione, un aspetto fondamentale di tutte le missioni ESA“, afferma Erik Kuulkers, Project Scientist dell’ESA XMM-Newton. “Concentrandosi su un buco nero supermassiccio attivo, i due telescopi hanno scoperto qualcosa che non avevamo mai visto prima: venti rapidi, ultraveloci, innescati dai brillamenti, che ricordano quelli che si formano sul Sole. È entusiasmante che questo suggerisca che la fisica solare e delle alte energie possa funzionare in modi sorprendentemente familiari in tutto l’Universo”.