Un buco nero supermassiccio esplose in raggi X, e i suoi getti radio seguirono 300 giorni dopo

Un buco nero supermassiccio nel cuore dell'ammasso di Perseo è stato osservato esplodere in raggi X, seguito da una potente esplosione di emissioni radio circa 300 giorni dopo. I risultati, basati su quasi due decenni di dati del Swift X-ray Telescope della NASA combinati con il monitoraggio radio, rivelano un legame precedentemente non osservato tra il disco di accrescimento del buco nero e i getti che emette.

NGC 1275 è un sistema dinamico e complesso, caratterizzato da filamenti gassosi estesi e segni di una fusione galattica in corso. Queste caratteristiche lo rendono un soggetto ideale per studiare come i buchi neri regolano le loro galassie ospitanti attraverso l'interazione dei loro dischi di accrescimento e dei getti ad alta energia che lanciano. Tuttavia, studi precedenti hanno affrontato sfide a causa delle limitate capacità di osservazione.

Sarah Ketchum dell'Università del Michigan ha guidato un team che ha analizzato quasi 20 anni di dati a raggi X provenienti da Swift per tracciare la variabilità a lungo termine di NGC 1275. Hanno identificato il più intenso lampo a raggi X mai registrato dalla galassia, a partire da febbraio 2023. Durante questo periodo, la luminosità a raggi X della galassia è aumentata di circa due volte. Il lampo è durato meno di 60 giorni e consisteva di almeno due episodi separati, ciascuno della durata di soli cinque giorni. I ricercatori hanno esplorato diverse potenziali cause del lampo, tra cui un evento di interruzione delle maree, in cui una stella in passaggio è frantumata dalla gravità del buco nero.

Tali eventi seguono tipicamente un modello di sbiadimento prevedibile, ma l'esplosione osservata è diminuita più lentamente del previsto. Sulla base di questa discrepanza, il team ha concluso che l'evento era improbabile che fosse un'interruzione delle maree. Invece, hanno proposto che l'esplosione fosse il risultato di fluttuazioni nel tasso di alimentazione del buco nero o di disturbi ulteriori lungo il getto stesso. A sostegno di questa ipotesi, tre elementi di prova circostanziali puntano verso un'origine guidata dall'accrescimento per le fiamme a raggi X. Questi includono le caratteristiche spettrali dei raggi X emessi, i rapidi cambiamenti di luminosità e la presenza di una specifica linea di emissione di ferro.

Tuttavia, i ricercatori riconoscono l'incertezza per quanto riguarda la posizione esatta dell'emissione. Mentre alcuni brillamenti possono provenire da una corona emettitrice di raggi X vicino al buco nero, altri potrebbero sorgere più lontano lungo il percorso del getto. Uno degli aspetti più intriganti della scoperta è il ritardo di 296 giorni tra il flare iniziale di raggi X e la successiva emissione radio. Gli scienziati ritengono che questo gap rifletta il tempo richiesto per l'energia o il materiale per propagarsi dalla regione emettitrice di raggi X vicino al buco nero alla parte emettitrice di radio del getto.

In termini più semplici, il ritardo può indicare il movimento fisico del materiale espulso dalla vicinanza del buco nero verso regioni più lontane nella struttura a getto. Questa osservazione fornisce nuove intuizioni sui meccanismi che regolano l'attività del buco nero e la formazione del getto. La comprensione di tali processi è cruciale per scoprire come i buchi neri supermassicci influenzano l'evoluzione delle loro galassie ospiti. Lo studio evidenzia l'importanza di campagne di monitoraggio a lungo termine a più lunghezze d'onda, che possono catturare fenomeni rari e transitori che i singoli telescopi potrebbero perdere.

Le osservazioni future mireranno a perfezionare la linea temporale del flare e le sue conseguenze, potenzialmente gettando più luce sulle complesse dinamiche dell'accrescimento del buco nero e della produzione di getti.