Pare che i buchi neri giganti siano capaci di ingoiare materia proprio come quelli più piccoli, come sembra essere provato da osservazioni effettuate mediante l’osservatorio spaziale a raggi X Chandra (NASA) e da osservazioni simultanee con differenti telescopi terrestri.

 

I risultati di questa campagna osservativa pare confermino  alcune  implicazioni della teoria della relatività di Einstein, secondo la quale buchi neri di diverse dimensioni sono caratterizzati da proprietà simili.Tali risultati potranno servire a predire le proprietà di una nuova classe di buchi neri la cui esistenza è stata ipotizzata e per i quali si cominciano ad osservare prove indirette della loro esistenza.

E’ importante sottolineare, che i buchi neri, per larroro natura non sono direttamente osservabili, a causa all’immenso campo gravitazionale che non permette neanche alla luce di poter sfuggire. Prove dell’esistenza dei buchi neri, si possono ottenere, dunque, osservando il comportamento della materia nei loro dintorni,  che viene incessantemente attratta ed ingoiata o osservando l’influsso gravitazionale che si esercita su stelle, loro sfortunate compagne.

Queste conclusioni scaturiscono da una campagna osservativa mirata allo studio del centro della galassia M81, che dista circa 12 milioni di anni luce dalla Terra.

Nel centro di M81 pare vi sia un buco nero 70 milioni di volte più massiccio del Sole, che genera energia e radiazione a causa del gas, presente nelle regioni centrali della galassia e  che viene attratto verso di esso ad altissima velocità.

In contrasto ai  cosiddetti buchi neri di massa stellare, che hanno masse circa 10 volte quella solare, la sorgente di “cibo” in questo caso risulta differente. Per i  buchi neri di piccole dimensioni in genere la materia attratta viene letteralmente strappata da una stella compagna coorbitante. Poiché sia i buchi neri giganti sia quelli di massa stellare sono stati identificati in diversi ambienti, che presentano una differente tipologia di materia circostante, una questione fondamentale è capire se il loro meccanismo di accrescimento sia per entrambi lo stesso.

Grazie all’ausilio di queste nuove osservazioni e a dettagliati modelli teorici, un team di ricerca ha confrontato le proprietà del buco nero in M81 con quelli di massa stellare. I risultati dimostrano che in entrambi i casi i meccanismi di assorbimento della materia sono gli stessi, producendo una distribuzione di radiazione X, radio e ottica simile.

Una delle implicazioni della teoria della Relatività Generale di Einstein è che fondamentalmente i buchi neri sono oggetti molto semplici per i quali soltanto la loro massa e la loro rotazione determina effetti sullo spazio-tempo. Ora, queste ultime ricerche sostengono in modo concreto quest’ipotesi di semplicità.

Sera Markoff dell’Astronomical Institute dell’Università di Amsterdam, che ha diretto questi studi, afferma: “Tutto ciò conferma che il processo di attrazione della materia per buchi neri di diverse dimensioni è sostanzialmente molto simile”. In più ha aggiunto. “Eravamo convinti che le cose stavano proprio in questo modo, però fino ad oggi non eravamo stati in grado di dimostrarlo”.

Il modello adottato da Markoff e colleghi, usato per studiare i buchi neri, include deboli dischi di materia orbitanti attorno al buco nero. Questa struttura dovrebbe produrre principalmente radiazioni X e visibili. Una regione di gas caldo intorno ad un buco nero dovrebbe invece vedersi principalmente nelle bande dell’ultravioletto e nell’X. Un ulteriore grosso contributo alle radiazioni X e radio  proviene, invece, da jet di materia generati nei dintorni del buco nero. Al fine di “sbrogliare” le sovrapposizioni di contributi dovute alle a tutte le varie sorgenti di radiazione si è pensato, dunque, di effettuare osservazioni contemporanee  su più lunghezze d’onda

“Quando abbiamo controllato i dati, essi hanno mostrato che il nostro modello funziona sia per il buco nero gigante presente in M81 sia per quelli di massa stellare”, afferma  Michael Nowak del Massachusetts Institute of Technology. Ogni cosa intorno a questo enorme buco nero pare identica al caso dei buchi neri più piccoli, eccetto il fatto di essere 10 milioni di volte più grande”

Questa ricerca potrebbe risultare utile  per predire le proprietà di una terza e non confermata classe di buchi neri di massa intermedia, tra i buchi neri supermassicci e quelli di massa stellare. Alcuni candidati possibili di questa nuova famiglia di oggetti sono già stati identificati, nonostante le evidenze siano ancora piuttosto controverse. E’ per questo i dati acquisiti da questa ricerca potranno essere di aiuto ad una aventuale predizione delle proprietà di questi oggetti “nuovi”.

In aggiunta alle osservazioni di Chandra, 3 array di radiotelescopi (Giant Meterwave Radio Telescope,  Very Large Array e il Very Long Baseline Array), due telescopi che operano nella banda millimetrica (Plateau de Bure Interferometer e il Submillimeter Array) e il Link Observatory per il visibile sono stati impiegati per osservazioni in direzione di M81. Le osservazioni sono state fatte simultaneamente al fine di assicurarsi che le variazioni della “luminosità”  causate delle variazioni del ritmo di accrescimento del buco nero potesse confondere l’interpretazione dei dati. Chandra, inoltre, è l’unico satellite X capace di isolare i deboli raggi X emessi nei dintorni del buco nero dall’emissione del resto della galassia M81.

I risultati confermano i lavori precedenti, un pò  meno dettagliati, effettuati da Andrea Merloni e colleghi del Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) [Grarching, Germania] e che già suggerivano come le proprietà di base dei buchi neri giganti siano simili a quelle dei parenti più piccoli. Lo studio effettuato dal dr. Merloni non era però basato su osservazioni simultanee in multifrequenza.