Lo studio di Cygnus X-1 ha confermato che i potenti raggi X emessi dai buchi neri provengono dal disco di accrescimento e non dalla sua singolarità.
I buchi neri sono uno dei misteri più affascinanti dell’universo e lo studio di questi oggetti incredibili continua a regalare nuove scoperte. Nel 1961 gli astronomi scoprirono una potente sorgente di raggi X proveniente dalla costellazione del Cigno. Non sapendo cosa fosse, chiamarono la fonte Cygnus X-1 che ad oggi è una delle sorgenti di raggi X più forti nel cielo che oggi sappiamo essere alimentata da un buco nero di massa stellare.
Essendo distante circa 7.000 anni luce offre agli astronomi una visione eccellente di come si comportano i buchi neri di massa stellare e, a oltre 60 anni dalla sua scoperta, continua a insegnarci qualcosa sulla loro natura.
L’origine dei raggi X
Cygnus X-1 è in realtà un sistema binario. Il buco nero stesso è un residuo stellare di 21 masse solari e orbita attorno a una stella compagna di 41 masse solari. È una potente sorgente di raggi X perché il materiale della stella viene catturato in un disco di accrescimento del buco nero, che surriscalda il materiale e genera getti di plasma che scorrono via da esso.
Questa è una situazione comune per i buchi neri, ma gli astronomi non hanno ancora compreso tutti i dettagli di come si evolve questo tipo di struttura.
Un team di astronomi ha utilizzato i dati dell’osservatorio Imaging X-Ray Polarimetry Explorer (IXPE), che può catturare non solo i raggi X ma anche la loro polarizzazione. Quando hanno combinato questi dati con altre osservazioni di Cygnus X-1, hanno scoperto che i raggi X non vengono emessi dalle regioni lungo i getti, ma da una regione di 2.000 km perpendicolare ai getti. In altre parole, il disco di accrescimento stesso è la sorgente primaria di raggi X e non ha alcuna correlazione con la singolarità situata nel centro del buco nero.
Ciò supporta il modello in cui la regione più interna del disco di accrescimento è ciò che alimenta i getti di un buco nero.
Il team ha anche scoperto che l’orientamento del disco di accrescimento è notevolmente inclinato rispetto al piano orbitale del sistema binario. Sarebbe insolito per i membri di un sistema binario stellare avere assi di rotazione così diversi, quindi è probabile che lo spostamento sia avvenuto durante l’esplosione di supernova che ha formato il buco nero.
Sapendo che la sorgente di raggi X è relativamente vicina al buco nero, gli astronomi possono ora studiare ulteriormente le loro dinamiche per capire meglio come i buchi neri influenzano la deformazione dello spazio e del tempo, il che potrebbe portare a test più rigorosi della Relatività Generale.
Riferimenti: Universe Today, Science
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