Gli astronomi sono riusciti a catturare un’immagine radio che mostra due buchi neri in orbita l’uno attorno all’altro confermando l’esistenza di sistemi binari.
Un team internazionale di ricercatori è riuscito a visualizzare due buchi neri in orbita l’uno attorno all’altro al centro di un quasar chiamato OJ287. I quasar sono nuclei galattici estremamente luminosi, la cui luce viene prodotta quando un buco nero supermassiccio al centro della galassia divora il gas e la polvere cosmica che lo circonda. In passato, gli astronomi sono riusciti a catturare l’immagine del buco nero al centro della Via Lattea e di una galassia vicina chiamata Messier 87. La particolarità di OJ287 è che si pensa che ospiti non uno, ma due buchi neri che orbitano l’uno attorno all’altro in un’orbita di dodici anni, il che produce un pattern facilmente riconoscibile di variazioni di luce nello stesso periodo.
Una scoperta casuale
Le prime osservazioni di OJ287 possono essere rintracciate attraverso vecchie fotografie fino al XIX secolo, quando la regione di cielo in questione fu fotografata per la prima volta dagli astronomi. A quel tempo, tuttavia, era inconcepibile l’esistenza dei buchi neri, figuriamoci dei quasar. OJ287 fu “accidentalmente” incluso nelle immagini mentre gli astronomi si concentravano su altri oggetti. Aimo Sillanpää, che all’epoca era uno studente magistrale all’Università di Turku, notò già nel 1982 che la luminosità dell’oggetto cambiava regolarmente nell’arco di 12 anni.
Aimo continuò a studiare OJ287 come ricercatore universitario, ipotizzando che la variazione di luminosità fosse causata da due buchi neri in orbita l’uno attorno all’altro. E centinaia di astronomi hanno monitorato il quasar nel corso dei decenni per verificare la correttezza della teoria e ottenere un quadro completo del moto orbitale dei buchi neri. Il mistero dell’orbita fu risolto quattro anni fa dal ricercatore di dottorato Lankeswar Dey di Mumbai, in India, presso l’Università di Turku.
L’unica domanda rimasta era se entrambi i buchi neri potessero essere rilevati contemporaneamente. E la risposta è arrivata dal satellite TESS della NASA, che ha rilevato la luce di entrambi i buchi neri. Tuttavia, erano ancora visibili solo come un singolo punto, perché le immagini in luce normale non hanno una risoluzione sufficientemente elevata per mostrare i buchi neri separatamente. Ciò che serviva era un’immagine con una risoluzione 100.000 volte superiore, ottenibile con i radiotelescopi.
La risposta nei getti
Nell’ultimo studio, gli astronomi hanno confrontato i precedenti calcoli teorici proprio con un’immagine radio. I due buchi neri erano presenti nell’immagine, esattamente dove ci si aspettava che fossero. Questo ha fornito ai ricercatori la risposta a una domanda rimasta aperta per 40 anni: se le coppie di buchi neri esistano davvero e possono essere rilevate da questi getti di particelle o dal gas luminoso che li circonda
I ricercatori hanno anche identificato un tipo completamente nuovo di getto proveniente da un buco nero. Il getto che fuoriesce dal buco nero più piccolo è attorcigliato come il getto di un tubo da giardino rotante. Questo perché il buco nero più piccolo si muove velocemente attorno al buco nero primario di OJ287 e il suo getto viene deviato a seconda del suo moto attuale. I ricercatori lo paragonano a “una coda scodinzolante” che dovrebbe essere vista attorcigliarsi in direzioni diverse nei prossimi anni, quando il buco nero più piccolo cambierà velocità e direzione del suo moto.
L’immagine dei due buchi neri è stata catturata con un sistema di radiotelescopi che includeva il satellite RadioAstron. Era in funzione dieci anni fa, quando è stata ripresa l’immagine di OJ287. L’antenna radio del satellite era posizionata a metà strada dalla Luna, il che ha migliorato notevolmente la risoluzione dell’immagine. Negli ultimi anni gli scienziati avevano potuto utilizzare solo telescopi terrestri, dove però la risoluzione dell’immagine non è altrettanto buona.
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Per saperne di più
- Leggi l’articolo originale su University of Turku
- Legg il paper scientifico intitolato “Identifying the Secondary Jet in the RadioAstron Image of OJ 287” pubblicato su The Astrophysical Journal
