Una nuova ricerca condotta dalla Curtin University ha utilizzato un radiotelescopio che abbraccia l’intera Terra per scattare immagini che misurano l’immensa potenza dei getti provenienti dai buchi neri, confermando le teorie degli scienziati su come i buchi neri contribuiscano a plasmare la struttura dell’Universo. In uno studio pubblicato sulla rivista Nature Astronomy, i ricercatori hanno scoperto che la potenza dei getti in Cygnus X-1, un sistema composto dal primo buco nero confermato e da una stella supergigante, era equivalente alla potenza emessa da 10.000 soli.
Lo studio
Per registrare la misurazione, i ricercatori hanno utilizzato una rete di telescopi collegati tra loro e distanti tra loro per osservare i getti del buco nero mentre venivano spinti dai venti stellari durante il movimento del buco nero lungo la sua orbita, in modo simile a come i forti venti sulla Terra possono muovere l’acqua in una fontana. Conoscendo la potenza del vento e misurando la deviazione dei getti, i ricercatori sono stati in grado di determinare per la prima volta la potenza istantanea dei getti.
Inoltre, sono stati in grado di determinare la velocità dei getti del buco nero: circa la metà della velocità della luce, ovvero 150.000km al secondo, un’altra misurazione che ha rappresentato una sfida per gli scienziati per decenni.
La ricerca è stata condotta dal Curtin Institute of Radio Astronomy (CIRA) e dalla sede Curtin dell’International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR), in collaborazione con l’Università di Oxford.
L’energia rilasciata dai buchi neri
L’autore principale, il Dottor Steve Prabu, che all’epoca della ricerca lavorava al CIRA e ora insegna all’Università di Oxford, ha affermato che i ricercatori sono stati in grado di effettuare la misurazione utilizzando una sequenza di immagini dei “getti danzanti”, un termine che ha usato per descrivere il movimento dei getti mentre venivano ripetutamente deviati in diverse direzioni dai potenti venti della stella supergigante, durante il movimento orbitale della stella e del buco nero.
Prabu ha aggiunto che la misurazione ha permesso agli scienziati di comprendere quale frazione dell’energia rilasciata attorno ai buchi neri possa essere depositata nell’ambiente circostante, modificandolo di conseguenza. “Una scoperta fondamentale di questa ricerca è che circa il 10% dell’energia rilasciata dalla materia che precipita verso il buco nero viene trasportata via dai getti”, ha affermato Prabu. “Questo è ciò che gli scienziati solitamente presumono nei modelli di simulazione dell’Universo su larga scala, ma fino ad ora era stato difficile confermarlo tramite osservazioni”.
Il coautore, il Professor James Miller-Jones, del CIRA e del nodo Curtin dell’ICRAR, ha affermato che i metodi precedenti potevano misurare solo la potenza media dei getti su migliaia o addirittura milioni di anni, impedendo confronti accurati con l’energia dei raggi X rilasciata istantaneamente dalla materia in caduta. “E poiché le nostre teorie suggeriscono che la fisica attorno ai buchi neri sia molto simile, ora possiamo usare questa misurazione per consolidare la nostra comprensione dei getti, che provengano da buchi neri con una massa 10 o 10 milioni di volte superiore a quella del Sole”, ha detto il Professor Miller-Jones.
Le aspettative dai radiotelescopi in costruzione
“Grazie a progetti di radiotelescopi come lo Square Kilometer Array Observatory, attualmente in costruzione nell’Australia occidentale e in Sudafrica, prevediamo di rilevare getti provenienti da buchi neri in milioni di galassie distanti, e il punto di riferimento fornito da questa nuova misurazione contribuirà a calibrare la loro potenza complessiva. I getti dei buchi neri rappresentano un’importante fonte di feedback per l’ambiente circostante e sono fondamentali per comprendere l’evoluzione delle galassie“, ha concluso.
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