Nel cuore di una galassia vicina, il buco nero supermassiccio 1ES 1927+654 ha rivelato di recente un comportamento inaspettato, sfidando le teorie consolidate sull’interazione tra la materia e questi giganti cosmici.
Grazie al telescopio spaziale XMM-Newton dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), gli astronomi hanno osservato rapide fluttuazioni nell’emissione di raggi X provenienti dal disco di accrescimento che circonda il buco nero. Questo fenomeno, noto come oscillazioni quasi-periodiche (QPO, Quasi Periodic Oscillations), è estremamente raro nei buchi neri supermassicci e potrebbe rappresentare un’opportunità unica per approfondire i processi fisici che avvengono in ambienti così estremi.
Queste osservazioni indicano anche una possibile sorgente di onde gravitazionali, un fenomeno che la futura missione LISA dell’ESA sarà in grado di studiare.
Un ambiente in trasformazione
1ES 1927+654 è stato monitorato da XMM-Newton sin dal 2011. Tuttavia, nel 2018, il sistema ha subito un outburst che ha causato la temporanea scomparsa della corona di raggi X, la nube di gas ionizzato che circonda il buco nero.
Dopo il ripristino della corona, le osservazioni successive, condotte a partire da luglio 2022, hanno mostrato variazioni rapide e cicliche nell’emissione dei raggi X. Queste oscillazioni quasi-periodiche (QPO), oscillazioni regolari dell’intensità dei raggi X, rappresentano una novità per i buchi neri supermassicci.
Secondo il team guidato da Megan Masterson del Massachusetts Institute of Technology (MIT), tali oscillazioni potrebbero essere causate da un oggetto massiccio, come una nana bianca, che orbita rapidamente all’interno del disco di accrescimento del buco nero. Calcoli preliminari indicano che questa nana bianca, con una massa pari a circa un decimo di quella del Sole, si muove a velocità estremamente elevate, completando un’orbita ogni 18 minuti.
Il ruolo delle onde gravitazionali
Un elemento chiave dello studio è il possibile ruolo delle onde gravitazionali. Secondo i ricercatori, l’energia orbitale dell’oggetto potrebbe essere dissipata sotto forma di onde gravitazionali, fenomeno previsto dalla teoria della relatività generale. Tuttavia, un’osservazione effettuata nel marzo 2024 ha contraddetto le previsioni iniziali: le oscillazioni continuavano, e l’oggetto sembrava resistere all’inevitabile destino di essere inghiottito dal buco nero. Questo comportamento anomalo ha portato il team a ipotizzare scenari alternativi.
- Una possibilità è che la corona di raggi X, che scomparve nel 2018, stia ora oscillando in risposta a interazioni interne nel disco di accrescimento. Tuttavia, mancano teorie consolidate che possano spiegare un tale meccanismo.
- Un’altra ipotesi si basa sull’analogia con sistemi binari di nane bianche. In questi sistemi, uno dei due oggetti può sottrarre materia all’altro, rallentandone l’avvicinamento. Nel caso di 1ES 1927+654, il fenomeno potrebbe portare alla graduale disgregazione della nana bianca mentre si avvicina al buco nero. Questo processo spiegherebbe le osservazioni anomale e fornirebbe indizi su come la materia interagisce in condizioni estreme.
Nel 2030, l’ESA lancerà la missione Laser Interferometer Space Antenna (LISA), progettata per rilevare onde gravitazionali dallo spazio esattamente nella gamma di frequenze emesse da 1ES 1927+654. “Prevediamo che se c’è una nana bianca in orbita attorno a questo buco nero supermassiccio, LISA dovrebbe vederla” ha affermato Megan. Se così fosse, si tratterebbe di uno sguardo affascinante su ciò che accade così vicino al buco nero supermassiccio, e in generale sulle dinamiche di questo tipo di oggetti.
