Un gruppo di astronomi ha potuto vedere, con una nitidezza senza precedenti, la corona di un buco nero supermassiccio, grazie a una tecnica di "doppio zoom" astronomico, resa possibile da un raro allineamento cosmico. Il buco nero in questione, chiamato RX J1131, si trova a circa 6 miliardi di anni luce dalla Terra e ruota a più della metà della velocità della luce.
Mentre il buco nero stesso rimane nascosto, sta divorando gas e polveri vicine, che si riscaldano a temperature di milioni di gradi generando un quasar potentissimo. Ricordiamo che un quasar è il nucleo ultra-luminoso di una galassia alimentato da un buco nero supermassiccio che inghiotte materia e la trasforma in energia visibile anche a miliardi di anni luce. La corona del buco nero in questione – un alone di gas surriscaldato che circonda il buco nero – ha una grandezza stimata di circa 50 unità astronomiche (AU), cioè all'incirca il diametro del nostro intero sistema solare, tenendo conto che una AU corrisponde a circa 150 milioni di chilometri.. Come è stato possibile questo "doppio zoom"? Nello studio si spiega che due meccanismi di lente gravitazionale hanno lavorato insieme per permettere di avere questo "doppio zoom" sul buco nero. Innanzitutto una galassia anteriore, ossia una galassia posta a circa 4 miliardi di anni luce da noi, ha agito da lente gravitazionale forte (una lente gravitazionale è un oggetto cosmico così massiccio da curvare la luce che gli passa vicino, creando immagini distorte, multiple o ingrandite di corpi celesti sullo sfondo.
È come uno specchio deformante nello spazio, previsto dalla relatività generale di Einstein), curvando e ingrandendo la luce proveniente dal quasar. Poi ulteriori "microlensing" (ossia lenti gravitazionali piccole) sono stati causati da singole stelle presenti in quella galassia di primo piano, che a loro volta hanno funto da lenti più piccole e variabili, amplificando temporaneamente porzioni diverse della corona. Questo ha provocato sfarfallii (variazioni di luminosità) indipendenti nei vari "quadri" o immagini del quasar formate dalla lente principale.. Lo studio. Analizzando dati vecchi del telescopio radio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) in Cile, raccolti su scala di decenni, il team ha notato queste variazioni che, inizialmente, sembravano strane: «Questo non sembrava corretto», ha dichiarato il ricercatore Matus Rybak dell'Università di Leiden, che ha guidato lo studio.
Un test cruciale è arrivato con osservazioni ravvicinate (a circa un giorno di distanza) nel 2022: se l'origine delle fluttuazioni fosse stata vicina al buco nero, tutte le immagini avrebbero dovuto cambiare luminosità simultaneamente. Invece, le immagini variavano indipendentemente, dimostrando che il microlensing da stelle di primo piano stava influenzando parti diverse della corona.. Perché è importante. È la prima misurazione diretta della corona di un buco nero su scala così estesa, grazie al "doppio zoom". Le osservazioni hanno mostrato che l'emissione a lunghezze d'onda nel millimetrico non è statica come ci si aspettava, ma può variare anche su scale di giorni o meno. Questo cambia le idee precedenti che consideravano tali emissioni relativamente stabili.
Comprendere la corona e le sue variazioni è fondamentale perché è collegata ai campi magnetici attorno al buco nero, che regolano sia l'entrata di materia (cioè cosa il buco nero "inghiotte") sia l'espulsione di gas o getti. Questi processi determinano come un buco nero cresce nel tempo.. E il futuro? Purtroppo uno dei telescopi chiave per studiare emissione a raggi X, Chandra X-ray Observatory, è sotto minaccia di chiusura a causa di tagli al budget. Questo complicherebbe l'osservazione multibanda (cioè sia radio/millimetrico che X-ray) di tali fenomeni.
Il team punta a raccogliere nuovi dati non solo da ALMA ma anche da telescopi futuri come il Vera Rubin Observatory, che potrà scoprire molti più quasar lenti gravitazionali otticamente osservabili. Questi strumenti permetteranno di studiare i sfarfallii ottici (fluttuazioni di luminosità) con precisione molto più alta..
