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UN NUOVO BUCO NERO PER LA NOSTRA GALASSIA

Una rara nova X scoperta dal satellite Swift

05 Ottobre 2012

È l’ennesimo sorprendente risultato che ci regala il satellite della NASA Swift: un nuovo buco nero nella Via Lattea.
La scoperta da parte di Swift, a cui l’Italia contribuisce tramite ASI e INAF in modo significativo e alla cui missione partecipa anche il Regno Unito, è avvenuta la mattina del 16 settembre quando il satellite ha registrato un lampo di raggi X duri, provenienti da una sorgente situata in direzione del centro della nostra galassia.
Molto probabilmente si tratta di una rara nova X, che segnala la presenza di un buco nero in un sistema binario.

“La scoperta di una nuova nova nella banda X è un evento molto raro ed al massimo ci si aspetta di scoprirne una durante la vita di un satellite”, dice Neil Gehrels PI della missione Swift al Goddard Space Flight Center della NASA, “è una scoperta che stavamo aspettando ed ancora una volta Swift non ha deluso le attese”. Una nova X è una sorgente che emette raggi X per un breve lasso di tempo: compare all’improvviso nel cielo X, raggiunge il massimo della sua emissione nel giro di alcuni giorni e poi decade lentamente su tempi scala di mesi. La comparsa di una sorgente brillante di raggi X è dovuta all’improvvisa caduta di una copiosa quantità di gas che precipita su un oggetto compatto: una stella di neutroni o un buco nero.

Questa nuova nova X ha “attivato” il Burst Alert Telescope a bordo di Swift due volte nella mattina di domenica 16 settembre ed un’altra volta il giorno successivo. “Questa ripetuta esplosione di raggi X e la sua posizione, situata a qualche grado dal centro della nostra galassia verso la costellazione del Sagittario, hanno fatto immediatamente capire che non si trattava di un Gamma Ray Burst” dice Gianpiero Tagliaferri dell’Istituto Nazionale di Astrofisica e Responsabile Scientifico del team Italiano nel progetto Swift.

La nuova sorgente è stata chiamata Swift J1745-26, partendo dalle sue coordinate nel cielo, ed è stata successivamente rivelata anche nella banda infrarossa e radio, ma non in quella ottica probabilmente a causa del forte assorbimento dovuto a nubi di polvere che si trovano verso il centro della nostra galassia.

La nova ha raggiunto il massimo della sua emissione nella banda dei raggi X duri (ad energie sopra i 10,000 elettronvolt) il 18 settembre, quando ha raggiunto un’intensità equivalente a quella della Nebulosa del Granchio, un resto di supernova tra le sorgenti più brillanti in queste bande energetiche ed utilizzato come sorgente di calibrazione per gli esperimenti di alta energia.

Mentre l’emissione della nova si affievoliva alle energie più alte, nella banda dei raggi X soffici è aumentata, come mostrato dal telescopio XRT (X-ray Telescope) di Swift. Un andamento tipico di altre nove X. Il mercoledì successivo Swift J1745-26 era diventata 30 volte più brillante nei raggi X soffici di quando era stata scoperta ed il suo flusso ha continuato a crescere.

“L’andamento che stiamo osservando nei raggi X è tipico delle nove in cui l’oggetto centrale è un buco nero. Quando l’emissione X sarà cessata speriamo di poter misurare la sua massa e confermare la presenza del buco nero” dice Boris Sbarufatti giovane astronomo dell’Osservatorio Astronomico di Brera dell’INAF, che attualmente lavora presso il centro operativo di Swift della Penn State University, in Pennsylvania.

Il buco nero deve far parte di un sistema binario con una stella compagna di tipo solare, un sistema che gli astronomi chiamano “binaria X di piccola massa” (low-mass X-ray binary: LMXB). Nelle LMXB un flusso di gas passa dalla stella normale e va a formare un disco attorno al buco nero. Nella maggior parte dei casi il gas del disco spiraleggia surriscaldandosi mentre cade verso l’oggetto compatto producendo un flusso continuo di raggi X. Ma la possibilità di avere un flusso costante entro il disco dipende dal tasso di materia che fluisce dalla stella compagna. Sotto certe condizioni il disco non mantiene un flusso costante di materia, ma oscilla tra due stati drammaticamente diversi: uno stato più freddo e meno ionizzato in cui il gas si accumula nella parte più esterna del disco, come fa l’acqua dietro ad una diga, ed uno più caldo e ionizzato che manda una forte ondata di gas verso il centro. E questo è quello che abbiamo osservato in questa nuova sorgente. Questo fenomeno, chiamato ciclo termico-viscoso, si pensa spieghi fenomeni transienti di questo tipo osservati in una varietà di sistemi.

“Swift – ricorda Barbara Negri, Responsabile ASI Esplorazione e Osservazione ell'Universo – è un satellite dedicato allo studio dei GRB a cui contribuiscono sia ASI che INAF.  In particolare l’Italia ha fornito gli specchi del telescopio X (XRT) e mette a disposizione la stazione di terra di Malindi.”
“Il team italiano partecipa regolarmente alla gestione scientifica del satellite – ricorda Roberto Della Ceca, Coordinatore dell'Unità Organizzativa Attività Spaziali dell'INAF – garantendo l’immediata diffusione delle informazioni scientifiche sulle nuove sorgenti, in particolare i GRB ed i transienti  appena scoperti”.