L’astrofisico umbro Claudio Ricci ha scoperto un buco nero supermassiccio intermittente!

Fenomeno inedito causato dalla disintegrazione di una stella a 300 milioni di anni luce da noi
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Deruta

Il derutese, Claudio Ricci, ha scoperto un buco nero supermassiccio intermittente!

Lo riporta il quotidiano , in un articolo in cui riferische che un buco nero per definizione è invisibile. E dunque sorprende che un gruppo di scienziati ne abbia spiato per due anni la scomparsa, seguita da una graduale riapparizione.
Enigma dentro l’enigma. Eppure è ciò che si leggerà domani sull’ultimo numero di “Astrophysical Journal Letters”, rivista prestigiosa per rapide importanti comunicazioni, con impact factor 8,2. Ha guidato la ricerca l'umbro Claudio Ricci, astrofisico italiano all’Università Diego Portales di Santiago del Cile.

Acceso e spento

E’ una prima assoluta. Mai un fenomeno del genere era stato osservato. Il fatto interessante è che questo lavoro permette di capire meglio come funzionano i buchi neri: è stato po’ come studiare, spegnendolo e accendendolo, un motore altrimenti inaccessibile. Un colpo di sonda (e di fortuna) nei meccanismi più nascosti delle singolarità gravitazionali. E anche un caso esemplare di cooperazione di satelliti astronomici sotto la regia della comunità scientifica internazionale.

La corona del mostro

Breve premessa. In sé i buchi neri sono realmente invisibili ma è possibile vedere la materia che il buco nero sta inghiottendo mentre gli vortica intorno come l’acqua nello scarico di un lavandino. Il vortice costituisce il “disco di accrescimento” del buco nero. Accelerata a velocità elevatissime, la materia del disco si riscalda fino a temperature di milioni di gradi ed emette raggi X captati da vari satelliti che scrutano l’universo in questa “finestra” della radiazione elettromagnetica. Riusciamo quindi a vedere la “corona” di radiazione ad alta energia che circonda il buco nero, il mostro divoratore (disegno in alto).

Rapide variazioni

“L'articolo – mi scrive Claudio Ricci da Santiago – riguarda la scoperta di uno strano buco nero, il cui pasto è stato interrotto da una stella che passava nelle sue vicinanze. L'impatto tra i detriti della stella (distrutta dal campo gravitazionale del buco nero) e il disco di accrescimento ha dato origine ad un fenomeno che non avevamo mai visto prima d'ora. Sono quasi due anni che osserviamo questa sorgente con telescopi spaziali NASA/ESA nei raggi X, ed abbiamo potuto vedere il buco nero diminuire la sua luminosità di diecimila volte in 40 giorni, tanto da scomparire. Ma poi, in 100 giorni, la sorgente X è diventata 20 volte più brillante di prima”.

Nel cuore di una galassia

L’eccezionale fenomeno è avvenuto a 300 milioni di anni luce da noi, protagonista il buco nero della galassia 1ES 1927+654 (quasi tutte le galassie nella regione centrale hanno un buco nero più o meno massiccio). Ovviamente non abbiamo visto l’incauta stella di passaggio ma gli effetti che il passaggio ha determinato. La spiegazione escogitata dagli astrofisici è fantasiosa ma è nello stesso tempo la più “economica” e semplice, e quindi quella preferibile applicando il famoso criterio del “rasoio di Occam”. 

“Non ci credevamo”

“I raggi X provenienti dalla corona di un buco nero sono un sottoprodotto diretto dell'alimentazione del buco nero – spiega Ricci – quindi la scomparsa di quella radiazione da 1ES 1927+654 significa probabilmente che il suo rifornimento di cibo era stato interrotto. In un nuovo studio si è ipotizzato che una stella in fuga si sia avvicinata troppo al buco nero e ne sia stata disintegrata. I resti della stella, fortemente accelerati, si sono poi schiantati contro il bordo del disco, disperdendosi in pochi istanti. Di solito non vediamo variazioni come queste in buchi neri. Era così strano che, all'inizio, abbiamo pensato che forse c'era qualcosa di sbagliato nei dati. Quando abbiamo visto che il fenomeno era reale, è stato molto emozionante. Ma non avevamo nemmeno idea di che cosa stesse succedendo. Nessuno con cui abbiamo parlato aveva mai visto qualcosa di simile".

Risoluzione temporale

Una schiera di strumenti d’avanguardia è stata necessaria per tracciare questo scenario. Il gruppo di Claudio Ricci si è servito di un telescopio per raggi X della Nasa a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (265 osservazioni in 15 mesi), del “Neil Geherels” Swift Observatory, anch’esso della Nasa, per registrare l’emissione nell’ultravioletto, di NUSTAR per le radiazioni gamma e a più alta energia e del satellite XMM-Newton dell’Agenzia spaziale europea. Cambiamenti di luminosità di 100 volte sono avvenuti in appena 8 ore. E’ la prova provata che oltre alla buona risoluzione spaziale (capacità di separare punti angolarmente vicini) nella nuova astrofisica è altrettanto importante disporre di una elevata risoluzione temporale.

Come si evolverà il buco nero “intermittente”?
Ricci e i coautori dello studio Michael Loewenstein (Università delMaryland) ed Erin Kara (professoressa al MIT) si sentono solo all’inizio della loro indagine.


Il professor Claudio Ricci ha anche un suo sito Internet

in cui si presenta così:

Sono un astrofisico che studia alcune delle bestie più affascinanti dell'Universo: i buchi neri supermassicci. Questi oggetti si trovano al centro della maggior parte delle galassie e, quando si riconoscono, possono diventare le più luminose fonti persistenti di radiazione nel Cosmo. Si ritiene inoltre che i buchi neri supermassicci svolgano un ruolo importante nella vita delle loro galassie ospiti e potrebbero quindi contenere le chiavi per comprendere come si evolvono le galassie attraverso il tempo cosmico.

Sono professore associato presso il dell'Universidad Diego Portales, a Santiago, in Cile. Sono anche professore ospite a lungo termine presso l'  presso l'Università di Pechino, in Cina, e una facoltà affiliata alla George Mason University, Fairfax, USA.
La mia ricerca si concentra sulla struttura e l'evoluzione del materiale attorno ai buchi neri supermassicci, combinando la spettroscopia a raggi X con osservazioni a onda multipla. Faccio parte del core team dello  (BASS) e del team scientifico della dura missione della NASA a raggi X  .
Mi sono trasferito a Santiago nel febbraio 2015, dopo aver trascorso due anni presso il dell'Università di Kyoto, in Giappone, come membro del JSPS. All'università di Kyoto sono stato coinvolto nella preparazione del satellite a raggi X a guida giapponese  .

Ho ottenuto il mio dottorato di ricerca nel dicembre 2011, il titolo della mia tesi di dottorato era Active Galactic Nuclei ai raggi X duri: Assorbimento, Riflessione e Modello unificato. Il mio lavoro di dottorato è stato svolto presso il  (ISDC), parte del Dipartimento di Astronomia dell'Università di Ginevra, in Svizzera. All'ISDC ho anche lavorato allo sviluppo della ruota filtro per lo spettrometro a raggi X a bordo dell'ASTRO-H .

Il mio indirizzo e-mail: claudio.ricci@mail.udp.cl