I buchi neri orbitano uno attorno all’altro. Entrambi i buchi neri sono associati a getti: quello più grande dal colore rossastro e quello più piccolo dal getto giallastro. Normalmente è visibile solo il getto rossastro, ma durante il periodo di 12 ore del 12 novembre 2021, il getto più piccolo ha dominato e ha dato un segnale diretto dal buco nero più piccolo ed è stato osservato per la prima volta. Credito: NASA/JPL-Caltech/R. Feriti (IPAC) e Mr. Mugrauer (AIU Jena)
NASAquesto è TESS Il satellite ha contribuito a confermare la teoria dei due buchi neri nella galassia OJ 287 nel 2021, migliorando la nostra conoscenza dei buchi neri e dei loro comportamenti.
Diversi gruppi di ricerca internazionali hanno già confermato la teoria secondo cui ci sono due buchi neri al centro della lontana galassia OJ 287, suggerita per la prima volta dagli astronomi dell’Università di Turku, in Finlandia. Un nuovo studio mostra che le osservazioni satellitari condotte nel 2021 hanno rivelato il valore più piccolo buco nero della coppia per la prima volta.
Scoperta del buco nero in JO 287
Nel 2021, la NASA pianeta extrasolareIl satellite Chase è stato puntato verso la galassia OJ 287 per aiutare gli astronomi a confermare la teoria di due buchi neri al centro della galassia, proposta per la prima volta dai ricercatori dell’Università di Turku, in Finlandia.
Il Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) è progettato per scoprire migliaia di esopianeti in orbita attorno alle stelle nane più luminose del cielo. TESS scopre pianeti che vanno dai piccoli mondi rocciosi ai pianeti giganti, mostrando la diversità dei pianeti nella nostra galassia. Finora, il team ha scoperto 410 esopianeti confermati o “nuovi mondi” orbitanti attorno a stelle diverse dal Sole.
TESS della NASA scopre esopianeti, mondi oltre il nostro sistema solare. Durante le sue estese osservazioni del cielo, TESS trova e monitora anche tutti i tipi di oggetti che cambiano di luminosità, dagli asteroidi vicini alle stelle pulsanti e alle galassie distanti contenenti supernovae. Credito: NASA Goddard Space Flight Center
Prova dell’esistenza di due buchi neri in JO 287
Nel 2021, TESS ha trascorso diverse settimane a studiare un diverso tipo di sistema, una galassia distante chiamata OJ 287. I ricercatori hanno trovato prove indirette che un buco nero molto massiccio in OJ 287 orbita attorno a un buco nero gigante 100 volte la sua dimensione.
Per verificare l’esistenza del buco nero più piccolo, TESS ha monitorato la luminosità del buco nero primario e del getto associato. L’osservazione diretta del buco nero più piccolo in orbita attorno a quello più grande è molto difficile, ma la sua presenza è stata rivelata ai ricercatori da un’improvvisa esplosione di luminosità. Questo tipo di evento non era mai stato osservato prima in OJ287, ma il ricercatore Pauli Pihajoki dell’Università di Turku in Finlandia aveva già previsto questo evento nella sua tesi di dottorato nel 2014. Secondo la sua tesi, la prossima eruzione dovrebbe avvenire alla fine del 2021. , e in quel momento diversi satelliti e telescopi erano puntati sull’oggetto.
Il bagliore osservato appare come un’improvvisa esplosione nella curva di luce delle osservazioni satellitari, mostrando come un oggetto altrimenti costantemente fioco si illumina improvvisamente e bruscamente. Nell’angolo superiore, il flaring osservato è mostrato in maggior dettaglio. La quantità di luce emessa durante l’esplosione è equivalente alla luminosità di circa 100 galassie. Credito: Kishore et al. 2024
Il satellite TESS ha rilevato l’eruzione prevista il 12 novembre 2021 alle 2:00 GMT e le osservazioni sono state recentemente pubblicate in uno studio di Shubham Kishore, Alok Gupta (Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences, India) e Paul Wiita (The College of New Maglia). , STATI UNITI). L’evento è durato solo 12 ore. Questa breve durata dimostra che è molto difficile trovare un lampo di grande luminosità a meno che non si conosca in anticipo il suo momento. In questo caso la teoria dei ricercatori di Turku si è rivelata corretta e TESS è stato indirizzato alla GU 287 al momento giusto. La scoperta è stata confermata anche dal telescopio Swift della NASA, anch’esso puntato sullo stesso obiettivo.
Inoltre, un’ampia collaborazione internazionale guidata da Staszek Zola dell’Università Jagellonica di Cracovia, in Polonia, ha rilevato lo stesso evento utilizzando telescopi in diverse parti della Terra, in modo che fosse sempre buio almeno in una delle posizioni dei telescopi. tutto il giorno. Inoltre, un gruppo dell’Università di Boston, negli Stati Uniti, guidato da Svetlana Jorstad e altri osservatori, ha confermato la scoperta studiando la polarizzazione della luce prima e dopo l’eruzione.
Implicazioni e ricerche future
In un nuovo studio che combina tutte le osservazioni precedenti, il professor Mauri Valtonen e il suo gruppo di ricerca dell’Università di Turku hanno dimostrato che l’esplosione di luce di 12 ore proveniva dal buco nero orbitante più piccolo e dai suoi dintorni.
La rapida esplosione di luminosità si verifica quando il buco nero più piccolo “ingoia” una grande fetta del disco di accrescimento che circonda il buco nero più grande, trasformandolo in un getto di gas verso l’esterno. Il getto proveniente dal buco nero più piccolo è quindi più luminoso di quello proveniente dal buco nero più grande per circa dodici ore. Ciò rende il colore di OJ287 meno rossastro, o giallo, invece del normale rosso. Dopo la partenza torna il colore rosso. Il colore giallo indica che nell’arco di 12 ore vediamo la luce proveniente dal buco nero più piccolo. Gli stessi risultati si possono dedurre da altre caratteristiche della luce emessa da OJ287 nello stesso periodo.
“Pertanto, ora possiamo dire di aver ‘visto’ un buco nero in orbita per la prima volta, nello stesso modo in cui possiamo dire che TESS ha visto pianeti in orbita attorno ad altre stelle. E proprio come per i pianeti, è estremamente difficile ottenere un’immagine diretta del più piccolo buco nero. Infatti, a causa della grande distanza di OJ 287, che è vicina a quattro miliardi di anni luce, probabilmente passerà molto tempo prima che i nostri metodi di osservazione siano sviluppati abbastanza da catturare un’immagine anche del più grande buco nero”, spiega il professor Valtonen. .
“Tuttavia, il buco nero più piccolo potrebbe presto rivelare la sua esistenza in altri modi, poiché si prevede che emetterà nano-Hertz onde gravitazionali. Le onde gravitazionali della OJ 287 dovrebbero essere rilevabili nei prossimi anni attraverso la maturazione pulsar tabelle dei tempi”, afferma A. Gopakumar del Tata Institute of Fundamental Research in India.
