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La curiosità del mese

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Il risveglio del mostro

La curiosità del mese di luglio 2011 a cura di Gabriele Ghisellini


Fig. 1 - La Costellazione del Dragone, dove si trova la sorgente misteriosa. Si trova vicino all’Orsa Minore, quindi e’ ben visibile  dal nostro emisfero.
Fig. 1 - La Costellazione del Dragone, dove si trova la sorgente misteriosa. Si trova vicino all’Orsa Minore, quindi è ben visibile dal nostro emisfero.

Il 28 marzo di quest’anno il satellite Swift ha captato una emissione improvvisa in raggi X da un punto della Costellazione del Dragone (Draco).
Sulle prime si pensava che fosse un Gamma Ray Burst (vedi le curiosità di maggio 2009 e di maggio 2011), ma nel caso dei Gamma Ray Bursts l’emissione si spegne dopo qualche decina di secondi, mentre in questo caso l’emissione è continuata per giorni e giorni, variando la sua intensità anche più di cento volte.

Fig. 2 - Fotografia della piccola galassia che ospita la sorgente misteriosa scattata dal telescopio spaziale il 4 aprile 2011.
Fig. 2 - Fotografia della piccola galassia che ospita la "sorgente misteriosa" scattata dal telescopio spaziale il 4 aprile 2011.

A cosa è dovuta?
Ad una sorgente nella nostra Galassia, e quindi relativamente vicina, oppure a qualcosa di molto più lontano e potente in un’altra galassia?
Sulle prime si propendeva per una sorgente vicina, perchè qualche raro esempio di comportamento simile (accensione improvvisa della sorgente e grandi sbalzi del suo flusso) si erano già visti provenire da una particolare e rara famiglia di oggetti galattici.
Però, dopo pochissimo tempo, ci si è dovuti ricredere.
Infatti nella direzione di provenienza dei raggi X c’è una galassietta dall’apparenza innocua, più piccola e meno luminosa della Via Lattea.
La sorgente misteriosa coincide con il suo centro.
A questo punto abbiamo saputo la distanza di questa sorgente, che è di qualche miliardo di anni luce, cioè la luce che vediamo adesso è partita qualche milardo di anni fa.
Data la grande distanza, il flusso che riceviamo deve corrispondere ad una potenza enorme.
E quale macchina può fare, improvvisamente, delle potenze così grandi e poi durare così a lungo?
Non può essere uno scoppio simile a quello dei Gamma Ray Bursts, perchè questi ultimi durano molto meno; non può essere l’esplosione di una Supernova, perchè in questo caso non si fanno raggi X; non può essere l’emissione che spesso riceviamo dal centro delle galassie attive, perchè non è mai così variabile, e non si "accende" in modo così brutale.
Deve essere qualcosa che non abbiamo mai visto ... e quindi qualcosa che succede raramente.
Le idee hanno cominciato a fiorire immediatamente nella testa degli astronomi, e ben presto (solo qualche giorno dopo) è prevalsa l’idea seguente.

Fig. 3 - Immagine composita  della sorgente misteriosa. L’immagine in raggi X (giallo e rosso) e` combinata con l’immagine nella luce visibile (bianco e viola).
Fig. 3 - Immagine composita della sorgente misteriosa. L’immagine in raggi X (giallo e rosso) è combinata con l’immagine nella luce visibile (bianco e viola).

Nel centro di quasi tutte le galassie, compresa la nostra, c’è un buco nero enorme, che ha una massa da qualche milione a qualche miliardo di soli.

Fig. 2 - Immagine presa dal satellite per i raggi X Chandra che mostra la sorgente misteriosa  il 4 Aprile. La crocetta rossa corrisponde al centro della fotografata da Hubble. Attenzione alle apparenze: l’estensione della sorgente e’ solo apparente, e dipende dalla capacita’ di mettere a fuoco dello strumento: in realta’ la sorgente e’ puntiforme. Credit: NASA/CXC/Warwick/A. Levan
Fig. 2 - Immagine presa dal satellite per i raggi X Chandra che mostra la sorgente misteriosa il 4 Aprile. La crocetta rossa corrisponde al centro della fotografata da Hubble. Attenzione alle apparenze: l’estensione della sorgente è solo apparente, e dipende dalla capacità di mettere a fuoco dello strumento: in realtà la sorgente è puntiforme. Crediti: NASA/CXC/Warwick/A. Levan.

E più è grande la galassia, più è grande il buco nero.
Per esempio, il buco nero che abita nel centro della Via Lattea pesa quanto 4 milioni di Soli.
La stragrande maggiotanza di questi "mostri" sono "in letargo", cioè non fanno niente di eclatante.
Però nel centro delle galassie esiste anche una moltitudine di stelle, anzi il centro delle galassie è proprio il posto più affollato.
Ogni tanto può capitare che una stella si avvicini troppo al buco nero centrale.
La parte della stella più vicina al buco nero sente una gravità più forte della parte più lontana.
Per questo la stella viene "stirata", fino a rompersi.
Una parte dei "detriti" della stella cadono ancora più vicino al buco nero, e lo alimentano, provocandone il "risveglio".
La gravità è così grande da comprimere fortemente la materia che cade, che si scalda e produce luce.
Ma ancora non abbastanza, nel nostro caso ....
Occorre ancora qualcosa.
La cosa veramente curiosa che è successa al nostro mostro è che parte della materia e dell’energia liberata dalla caduta verso il buco nero hanno preso una strada opposta: invece di cadere nel mostro, sono state espulse a velocità vicine a quelle della luce in due getti in direzioni oppposte.
La velocità folle della materia nei getti fa sì che la luce venga emessa tutta davanti, lungo la direzione della velocità: ogni getto si comporta come un faro, molto direzionale.
È dal getto che provengono i raggi X che riceviamo.
Se fossimo fuori dal fascio di emissione, non vedremmo niente: siamo nel mirino di questo faro cosmico.
Questo significa anche che questi eventi devono essere abbastanza rari.
Se avessimo la possibilità di guardare sempre tutto il cielo nei raggi X, ne vedremmo circa uno all’anno ...

Per saperne di più

Intervista al responsabile italiano del satellite Swift, Gianpiero Tagliaferri da MEDIA INAF - Notiziario on-line di INAF
Articolo corrispondente su MEDIA INAF - Notiziario on-line di INAF

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