Per quasi trent’anni si è ritenuto che i buchi neri di massa stellare potessero produrre soltanto getti “moderatamente” relativistici, limitati a una frazione contenuta della 1velocità della luce. Un nuovo studio dimostra che anche i buchi neri galattici in sistemi binari possono lanciare plasmi a velocità paragonabili a quelle dei mostruosi nuclei galattici attivi (Agn).
L’oggetto dell’indagine è 4U 1543-47, una binaria a raggi X della Via Lattea che ospita un buco nero con massa pari a circa dieci volte quella del Sole. Sfruttando un’intensa fase di attività registrata tra il 2021 e il 2023, la ricerca ha combinato i dati nei raggi X di diversi osservatori spaziali con le rilevazioni radio ad alta sensibilità del radiotelescopio MeerKat. Il monitoraggio ha rivelato due getti di plasma in rapida espansione, capaci di coprire oltre tre anni luce in meno di due anni: si tratta della velocità apparente più alta mai misurata per un oggetto celeste al di fuori del Sistema solare.
Incrociando distanza e moto proprio, il team di ricerca ha calcolato che la velocità intrinseca dei getti supera il 97% della velocità della luce. Simili dinamiche erano state osservate in precedenza soltanto in rari eventi extragalattici, quali Agn, lampi di raggi gamma o eventi di distruzione mareale.
La scoperta dimostra che i buchi neri di massa stellare in accrescimento sono in grado di accelerare la materia a livelli paragonabili a quelli dei buchi neri supermassicci. Come spiega Francesco Carotenuto dell’Inaf di Roma, tra i principali autori della ricerca, questo risultato aggiunge tasselli fondamentali per comprendere il funzionamento del “motore” fisico che accelera i getti e verificare se la connessione tra disco di accrescimento e getto risponda alle stesse leggi fisiche a prescindere dalla massa in gioco. Il grande vantaggio dei sistemi galattici come 4U 1543-47 risiede nella loro rapida evoluzione temporale, che permette di tracciare l’intero ciclo di vita e lancio dei getti su scala umana, nel giro di pochi mesi o anni.
I rilievi radio decisivi sono stati effettuati nell’ambito della collaborazione ThunderKat, che ha monitorato le binarie a raggi X attive. Grazie all’elevata sensibilità di MeerKat alle frequenze del gigahertz, sono bastate scansioni settimanali di soli 15 minuti per tracciare la struttura dei getti. Come sottolineato da Sara Motta dell’Inaf di Milano, co-autrice del lavoro, i dati raccolti da ThunderKat e dal successivo programma X-Kat (di cui è co-Principal Investigator con Rob Fender dell’Università di Oxford) stanno fornendo vincoli osservativi inediti per comprendere come queste strutture relativistiche vengano lanciate, si propagano nello spazio e interagiscono con il mezzo interstellare circostante.
