Gli occhi dell’osservatorio orbitante per raggi X dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) XMM-Newton sono riusciti a “vedere” le regioni appena adiacenti a un buco nero supermassiccio, che si trova nelle regioni centrali di una galassia attiva (appartenente al gruppo delle cosiddette galassie di Seyfert) denominata 1H0707-495. Le osservazioni, effettuate nel gennaio 2008 con i telescopi a incidenza radente di cui è dotato il satellite, hanno avuto una durata di circa 48 ore e poche erano le speranze di poter osservare la radiazione X proveniente dalle parti più interne di questa galassia, in quanto si pensava che le nubi di gas e polveri che si addensano in questa regione lo avrebbero impedito.
I raggi X sono prodotti dalla materia che in un disco di accrescimento spiraleggia attorno ad un buco nero prima di finirvi dentro. La forza gravitazionale del buco nero è così intensa che le velocità del gas sono tali che le frizioni tra le singole particelle gli fanno raggiungere temperature di diversi milioni gradi. A questi valori di temperatura la materia emette prevalentemente raggi X. Il buco nero non è visibile direttamente a causa della presenza di nebulose di gas e di polveri e gas che si trovano frapposte, ma i raggi X vengono riflessi e diffusi da questa vasta e spessa velatura e permettono così di visualizzare i fenomeni che si verificano nelle vicinanze del buco nero, quasi fino all’”orizzonte degli eventi”, il confine di non ritorno, oltre il quale tutto viene inghiottito e scompare nel pozzo gravitazionale e neanche la luce ha il modo di propagarsi nello spazio.
Illustrazione artistica di un disco di accrescimento che circonda un buco nero supermassiccio. La materia, prima di venire “fagocitata”, spiraleggia attorno al buco nero e si riscalda sino a temperature di diversi milioni di gradi, emettendo così raggi X.
La radiazione X presa in esame è quella emessa da nuclei atomici di ferro in corrispondenza delle righe spettrali di emissione L e K, i quali essendo molto abbondanti rendono queste righe molto brillanti. Esse vengono distorte dall’intensissimo campo gravitazionale presente in questa regione, dalla velocità con cui la materia estremamente calda orbita attorno al buco nero e dalla rotazione stessa del buco nero. Lo studio di queste tre cause che producono la distorsione dello spettro dei raggi X, e il loro combinarsi insieme, fornisce informazioni preziose sulla fisica esistente ai bordi dell’oggetto supermassiccio invisibile ad ogni tipo di osservazione. L’accurata analisi dei dati raccolti da XMM-Newton, effettuata da due ricercatori dell’Università di Cambridge (Gran Bretagna), ha permesso di stabilire che la massa del buco nero è compresa fra 3 e 5 milioni di masse solari, che ruota molto rapidamente e che “fagocita” una quantità di materia impressionante, pari alla massa di due Terre ogni ora, un valore prossimo al limite teorico di accrescimento.
La tecnica di analisi dati messa a punto dai due ricercatori inglesi permetterà di studiare i complessi processi di accrescimento di materia in un buco nero anche nel caso di altre galassie attive.
