Un recente studio potrebbe risolvere il dibattito sulla velocità di rotazione del buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia, noto come Sagittarius A* (Sgr A*). Questo buco nero contiene circa 4 milioni di volte la massa del Sole. Utilizzando l’Osservatorio a raggi X Chandra della NASA e il Very Large Array (VLA) della NSF, lo studio ha scoperto che Sgr A* ruota molto velocemente. Questa elevata velocità di rotazione sta deformando lo spaziotempo intorno a Sgr A*, facendolo apparire con la forma di un pallone da football americano.
La forma dello spaziotempo intorno a Sgr A*
L’illustrazione dell’artista mostra una sezione trasversale di Sgr A* e del materiale che lo circonda in un disco. La sfera nera al centro rappresenta l’orizzonte degli eventi del buco nero, il punto di non ritorno da cui nulla, nemmeno la luce, può sfuggire. Guardando il buco nero in rotazione dal lato, come raffigurato in questa illustrazione, lo spaziotempo circostante ha la forma di un pallone da football americano. Il materiale giallo-arancione su entrambi i lati rappresenta il gas che ruota intorno a Sgr A*. Questo materiale cade inevitabilmente verso il buco nero e attraversa l’orizzonte degli eventi una volta che cade all’interno della forma del pallone. L’area all’interno della forma del pallone ma al di fuori dell’orizzonte degli eventi è quindi raffigurata come una cavità. Le macchie blu mostrano getti che fuoriescono dai poli del buco nero in rotazione. Guardando il buco nero dall’alto, lungo il barile del getto, lo spaziotempo ha una forma circolare.
La velocità di rotazione di Sgr A*
Un team di ricercatori ha applicato un nuovo metodo che utilizza dati a raggi X e radio per determinare la velocità di rotazione di Sgr A* in base a come il materiale fluisce verso e lontano dal buco nero. Hanno scoperto che Sgr A* sta ruotando con una velocità angolare che è circa il 60% del valore massimo possibile e con un momento angolare di circa il 90% del valore massimo possibile.
L’energia dei buchi neri e i getti collimati
La rotazione di un buco nero può agire come una fonte importante di energia. I buchi neri supermassicci in rotazione producono flussi collimati come getti quando la loro energia di rotazione viene estratta, il che richiede che ci sia almeno un po’ di materia nelle vicinanze del buco nero. A causa del carburante limitato intorno a Sgr A*, questo buco nero è stato relativamente tranquillo negli ultimi millenni con getti piuttosto deboli. Tuttavia, questo lavoro mostra che ciò potrebbe cambiare se la quantità di materiale nelle vicinanze di Sgr A* aumenta.
Il metodo dell’outflow per determinare la rotazione
Per determinare la rotazione di Sgr A*, gli autori hanno utilizzato una tecnica basata sull’empirismo denominata “metodo dell’outflow” che dettaglia la relazione tra la rotazione del buco nero e la sua massa, le proprietà della materia vicino al buco nero e le proprietà dell’outflow. L’outflow collimato produce le onde radio, mentre il disco di gas che circonda il buco nero è responsabile dell’emissione a raggi X. Utilizzando questo metodo, i ricercatori hanno combinato i dati di Chandra e del VLA con una stima indipendente della massa del buco nero ottenuta da altri telescopi per vincolare la rotazione del buco nero.
