Se il buco nero mangia la corona si stringe
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L'analisi dei dati X ottenuta da NICER consente di scoprire come la corona di un buco nero tenda a rimpicciolirsi durante i pasti


Fonte E. Kara et al. The corona contracts in a black-hole transient, Nature (2019)


Evoluzione della corona di un buco nero
Evoluzione della corona di un buco nero

Il giorno 11 marzo dalla Stazione Spaziale Internazionale è stata osservata una esplosione in raggi X in grado di superare di sei volte quella della Crab Nebula, a una distanza di circa 10 mila anni luce dalla Terra. La sorgente è stata determinata in un buco nero che ha divorato materiale da una stella vicina. Osservazioni di follow-up hanno rivelato come durante il consumo del pasto la corona del buco nero (l'alone di elettroni altamente energetici che circondano il corpo celeste ) si è ridotto, passando da 100 chilometri a appena 10 in un mese appena. 

Si tratta della prima evidenza che mostra come la corona di un buco nero in accrescimento si riduca di dimensioni e questo lascia pensare che sia la corona a guidare l'evoluzione del buco nero stesso durante le fasi più estreme di outburst.

Il buco nero in questione si chiama MAXI J1820+070, rintracciato dal Monitor of All-sky X-ray Image (MAXI) installato a bordo della ISS e in grado di scansionare l'intero cielo in banda X a caccia di flare e outburst. Le osservazioni sono poi proseguite con il Neutron star Interior Composition Explorer (NICER) della NASA, sempre a bordo della ISS, per misurare tempi e quantità dei fotoni X in arrivo. L'evento è prodotto da materiale acquisito dal buco nero, materiale che si dispone in un disco di accrescimento il cui diametro può arrivare a milioni di miglia. Il materiale del disco più vicino alla zona interna ruota più velocemente e genera calore per frizione nel disco. Qui le temperature raggiungono milioni di gradi e si ottiene una emissione a raggi X . Il disco cede materia al buco nero in quantità di un "Monte Everest" al secondo ed è proprio questo fenomeno a generare burst che durano in genere un anno cira.

Attraverso NICER il team di scienziati è riuscito a collezionare misurazioni molto precise riguardanti tempi e energie in gioco, captando delle eco, ritardi tra fotoni a bassa energia e ad alta energia (questi ultimi probabilmente derivanti dall'interazione con la corona di elettroni).
In un mese, la larghezza di questi ritardi è decresciuta significativamente indicando come la distanza tra corona e disco di accrescimento si fosse ridotta drasticamente.

La distanza potrebbe ridursi, però, per spostamento della corona ma anche del disco, quindi chi è stato a muoversi?
Per rispondere è stata misurata la linea del ferro, una riga che viene emessa da atomi di ferro di un disco di accrescimento soltanto se questo viene energizzato, come accade in fase di riflessione di fotoni X provenienti dalla corona di elettroni. Il ferro viene quindi usato per misurare il bordo interno del disco di accrescimento. Nessuna variazione misurabile è stata ottenuta per il disco, quindi la variazione deve essere stata nella corona. 
Il motivo della contrazione della corona non è noto ma si specula sulla pressione alla quale viene sottoposta la nuvola di elettroni molto carichi da parte del disco.