Buco nero: l’asse di rotazione in un sistema binario è inclinato di 40 gradi

Alcuni ricercatori dell’Università di Turku in Finlandia hanno scoperto che l’asse di rotazione di un buco nero in un sistema binario è inclinato di circa 40 gradi rispetto all’asse dell’orbita stellare. Questa scoperta sfida gli attuali modelli teorici della formazione dei buchi neri. Questa osservazione è la prima misurazione affidabile che mostra una grande differenza tra l’asse di rotazione di un buco nero e quella dell’orbita di un sistema binario.

La differenza tra questi due assi era di 40 gradi. Solitamente per i sistemi spaziali con oggetti più piccoli in orbita attorno al corpo massiccio centrale, il proprio asse di rotazione di questo corpo è allineato in misura elevata con l’asse di rotazione dei suoi satelliti. Questo è quello che succede anche nel nostro Sistema Solare: i pianeti orbitano intorno al Sole su un piano che coincide per lo più con il piano equatoriale del Sole. L’inclinazione di quest’ultime è di solo 7 gradi.

Sistema binario, l’asse di rotazione di un buco nero è inclinato di 40 gradi

L’aspettativa di allineamento di questi buchi neri sembrerebbe essere alquanto difficile. I buchi neri in questi sistemi si sono formati dopo un cataclisma cosmico, ossia il collasso di una stella massiccia. In questo studio vediamo il buco nero trascinare materia dalla vicina stella compagna più leggera in orbita attorno ad esso. Inoltre vediamo le brillanti radiazioni ottiche e di raggi X come l’ultimo sospiro del materiale in caduta, e anche le emissioni radio dei getti relativistici espulsi dal sistema. Seguendo quest’ultimi i ricercatori sono stati in grado di determinare in modo dettagliato la direzione dell’asse di rotazione del buco nero.

Quando la quantità di gas della stella compagna diminuisce, il sistema affievolisce e gran parte della luce proviene da questa stella compagna. Grazia all’utilizzo di tecniche spettroscopiche i ricercatori sono riusciti a misurare l’inclinazione, che è capitato quasi in coincidenza con l’inclinazione delle espulsioni. Per determinare l’orientamento 3D dell’orbita, è inoltre necessario conoscere l’angolo di posizione del sistema sul cielo, ovvero come il sistema è girato rispetto alla direzione nord del cielo. Questo è stato misurato utilizzando tecniche polarimetriche.

La differenza di oltre 40 gradi era del tutto inaspettata. Gli scienziati hanno spesso ritenuto che questa differenza fosse molto piccola quando hanno modellato il comportamento della materia in uno spazio temporale curvo attorno a un buco nero. I modelli attuali sono già molto complessi e ora le nuove scoperte costringono ad aggiungere una nuova dimensione ad essi.

Foto di Gerd Altmann da Pixabay