Un nuovo metodo per la detection di buchi neri stellari
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Attraverso un set di filtri centrati sulla riga h-alpha si rende possibile la detection di buchi neri di taglia stellare in sistemi binari privi di un processo di accrescimento


Fonte Jorge Casares et al. A feasibility study on the photometric detection of quiescent black hole X-ray binaries, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2018)


Buco nero, rappresentazione.
Buco nero, rappresentazione.

I buchi neri di massa stellare, derivanti dal collasso gravitazionale di stelle massicce giunte al termine della propria vita, non sono osservabili direttamente ma attraverso eventuali fenomeni di alimentazione tramite dischi di accrescimento che, saltuariamente, possono dar vita a outburst in spettro X. L'accrescimento richiede la presenza di un oggetto compagno del buco nero , in grado di donar massa , e quindi di un sistema binario e sono proprio sistemi simili a consentire l'osservazione di veri e propri laboratori cosmici in grado di rivelare dettagli sui processi di fisica estrema come la morte stellare.

Attraverso fenomeni transienti a raggi X è stato possibile candidare sessanta sistemi binari, ma soltanto diciassette di questi sono stati confermati viste le difficoltà legate allo studio del moto della stella compagna e quindi alla determinazione delle masse in gioco. 

I sistemi binari sono quindi ottimi laboratori ma di difficile studio e così è auspicabile trovare vie alternative per la detection di buchi neri di taglia stellare, soprattutto di buchi neri che non sono in fase di emissione X. Una possibilità consiste nell'analisi della luminosità di questi sistemi binari combinando filtri centrati sulla linea dell'idrogeno ionizzato (H-alpha). Le misurazioni forniscono informazioni circa l'intensità e lo spesso della linea che va a formare il disco di accrescimento intorno al buco nero. In particolare, la larghezza della linea può essere utilizzata come indicatore della forza del campo gravitazionale e quindi come diagnostica della presenza di un buco nero.

In questo modo è possibile rilevare buchi neri anche in fase di quiete e per testare l'ipotesi sono stati osservati quattro sistemi binari con buchi neri già confermati attraverso il filtro ACAM montato su William Herschel Telescope a La Palma, con risultati da confrontare con le misurazioni dirette ottenute dallo spettrografo ISIS del Gran Telescopio Canarias e che sono parsi perfettamente compliant. 

Si stima che una analisi condotta sul 10 percento della zona del piano galattico dovrebbe portare alla detection di almeno nuovi 50 sistemi binari con buco nero, quindi triplicare la popolazione a oggi nota.