Se hai avuto la fortuna di assistere a un’eclissi totale, sicuramente ricorderai l’alone di luce brillante attorno alla Luna durante la totalità. Questo fenomeno è conosciuto come corona, ed è l’atmosfera esterna diffusa del Sole. Pur essendo così sottile da poterla considerare un vuoto sulla Terra, la temperatura della corona raggiunge milioni di gradi, il che spiega perché sia visibile durante un’eclissi totale. Secondo le nostre attuali comprensioni della dinamica dei buchi neri, anche questi dovrebbero presentare una corona. Tuttavia, proprio come la corona del Sole, è spesso difficile da osservare. Recentemente, uno studio pubblicato sull’Astrophysical Journal ha effettuato osservazioni di questa regione elusiva.
Per un buco nero attivo, si pensa generalmente che esista un torus di gas e polvere a forma di ciambella che circonda il buco nero stesso, in cui si trova un disco di accrescimento di materiale riscaldato allineato lungo il piano di rotazione del buco nero. Dalle regioni polari del buco nero fuoriescono getti di gas ionizzato che si allontanano quasi alla velocità della luce. Questo modello potrebbe spiegare i vari tipi di nuclei galattici attivi (AGNs) che osserviamo, poiché l’orientamento del buco nero rispetto a noi cambia l’aspetto dell’AGN.
Secondo il modello, la regione più interna del disco di accrescimento dovrebbe essere un’area super riscaldata con densità prossima al vuoto, che scorre verso il buco nero. Si tratta di una corona simile a quella del Sole, ma invece di milioni di gradi, presenta temperature che arrivano a miliardi di gradi. Tuttavia, essendo così diffusa, la sua luce è sovrastata dalla luce del disco di accrescimento.
Diagramma del comportamento di polarizzazione dei buchi neri oscurati. Credito: Saade, et al.
Nel presente studio, il team ha utilizzato una tecnica simile a quella impiegata per osservare la corona del Sole durante un’eclissi totale. La posizione di un buco nero rispetto a noi implica che per alcuni buchi neri il torus di gas e polvere nasconde la nostra visione del disco di accrescimento, mentre per altri buchi neri possiamo osservare il disco direttamente. Questi sono conosciuti come buchi neri oscurati e non oscurati. I buchi neri oscurati sono simili a un Sole eclissato, poiché la luce del disco di accrescimento viene bloccata alla vista. Purtroppo, anche la corona del buco nero è oscurata. Tuttavia, la corona è così calda da emettere raggi X di energia estremamente alta. Questi raggi X possono riflettersi su materiale presente nel torus e ritornare nella nostra linea di vista.
Utilizzando i dati dell’Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IPXE) della NASA, il team ha raccolto dati su una dozzina di buchi neri oscurati, incluso Cygnus X-1 e X-3 nella Via Lattea, e LMG X-1 e X-3 nel Grande Nuvola di Magellano. Non solo sono riusciti a osservare raggi X sparsi provenienti dalle corone di questi buchi neri, ma hanno anche notato un pattern tra di essi. Basandosi sui dati, si è scoperto che la corona circonda il buco nero in un disco simile a quello di accrescimento, piuttosto che attorniarlo in una sfera come avviene per la corona del Sole.
Ricerche come questa aiuteranno gli astronomi a perfezionare i nostri modelli sui buchi neri. Inoltre, garantiranno una comprensione migliore di come i buchi neri assimilino materia e alimentino gli AGNs che osserviamo in galassie lontane.
Riferimento: Saade, M. Lynne, et al. “A Comparison of the X-Ray Polarimetric Properties of Stellar and Supermassive Black Holes.” The Astrophysical Journal 974.1 (2024): 101.