Come si autoregolano i buchi neri

I buchi neri sono fra gli oggetti più esotici che popolano l'universo. Il loro campo gravitazionale è tanto intenso da non consentire nemmeno alla luce di lasciare la loro superficie. Non essendo direttamente osservabili, i buchi neri sono studiati indirettamente osservando il comportamento della materia che, avvicinatasi pericolosamente, viene risucchiata lungo un percorso a spirale. Spiraleggiando e cadendo verso il buco nero la materia si riscalda ed emette intense radiazioni nella regione X dello spettro elettromagnetico. E' proprio osservando questa radiazione che è possibile ricavare le caratteristiche dei buchi neri. Questi, a seconda della loro massa, si dividono in buchi neri supermassicci e quelli di taglia stellare. I primi, le cui masse possono essere pari a milioni o anche miliardi di masse solari, si trovano generalmente al centro delle galassie. La loro presenza influisce in maniera determinante sull'evoluzione delle galassie e pare, anzi, esistere un legame diretto fra la massa del buco nero e quella della galassia che lo ospita. I buchi neri di taglia stellare, con masse fino a 25 masse solari, si formano a seguito dell'esplosione come supernovae di stelle massicce. Spesso si trovano all'interno di sistemi binari, legati gravitazionalemente a una stella compagna. In questi casi, il buco nero strappa alla stella materia che va a formare un disco di accrescimento. Da questo disco la materia precipita principalmente verso il buco nero, mentre un'altra parte vienne espulsa lungo due potenti getti in direzioni opposte. Recenti osservazioni in banda X del telescopio spaziale Chandra lasciano ritenere che per i buchi neri di taglia stellare agisca una sorta di meccanismo di autoregolamentazione della quantità di materia che sono in grado di divorare. Gli astronomi pensano che l'interazione fra i getti di materia e il vento stellare che si origina dal disco possano rendere conto delle periodiche variazioni osservate nel tasso di accrescimento del buco nero. All'aumentare dell'intensità del vento maggiori quantità di materia si allontanano dal disco diminuendo quella disponibile per l'accrescimento del buco nero, con conseguente diminuzione dell'intensità dei getti. Le osservazioni di Chandra hanno riguardato un micro quasar galattico, GRS 1915+105, che si trova in prossimità del piano galattico. Questo micro quasar è un sistema binario costituito da una stella e da un buco nero di 14 masse solari che risucchia materia che va a formare il disco di accrescimento prima di essere divorata.

Credit: NASA/CXC/Harvard/J. Neilsen ; ottico: Palomar DSS2