In un recente articolo, è stata analizzata l’emissione di radiazioni termiche proveniente da buchi neri in accrescimento attraverso le bande dei raggi X. Tali misure potrebbero essere effettuate da potenti strumenti che sondano la massa e la velocità di rotazione dei buchi neri, molti dei quali sono all’interno delle galassie.
Tuttavia, la maggior parte dei modelli esistenti che descrivono il fenomeno, trascura l’emissione proveniente dall’interno dell’orbita circolare stabile più interna (Isco) del buco nero.
Questa emissione si riferisce alla radiazione emessa dalla regione interna all’orbita circolare stabile più interna di un buco nero, quella che comunemente viene chiamata “orbita di caduta”, perché là il materiale continua a perdere momento angolare e, piano piano, cade all’interno del buco nero.
Quando il gas fluisce dal disco di accrescimento, oltre l’Isco, e poi nel buco nero, diventa così caldo da emettere una vasta gamma di radiazioni ad alta energia, anche nell’intervallo dei raggi X. Dalle simulazioni numeriche, questa componente è prevista e produce una componente calda di corpo nero che potenzialmente sarebbe rilevabile.
Per fare un esempio concreto, lo spettro ai raggi X di MAXI J1820+070, un sistema binario costituito da un buco nero con una massa stimata di 7-8 masse solari e da una stella compagna di massa inferiore a una massa solare, mostra dei fenomeni di emissione ad alta energia chiamati outburst. Questo sistema viene ben descritto come buco nero di Kerr dai modelli che tengono conto della emissione intra-Isco mentre non riuscirebbe a venire identificato come tale senza questa assunzione.
Sempre secondo i modelli, l’emissione intra-Isco è più marcata quando il buco nero ruota a velocità poco elevate e questo collega direttamente la velocità di rotazione di questi oggetti e la loro massa con l’emissione che producono.
La scoperta dell’emissione intra-Isco produce diverse implicazioni.
Per prima cosa permette di migliorare i modelli, aumentandone la precisione. Inoltre, può fornire informazioni preziose sui parametri fisici dei buchi neri, come i vincoli sulla velocità di rotazione.
Infine, può avere un impatto significativo sulla nostra comprensione dei processi di accrescimento che avvengono all’interno dei dischi dei buchi neri e aprire lo sguardo a nuove scoperte astrofisiche nel campo delle alte energie.
Marco Sergio Erculiani
