in foto: Il buco nero al centro della galassia NGC 1068 con zoom (Credits: NASA/JPL–Caltech)

I più massicci buchi neri dell'Universo sono spesso circondati da ciambelle di gas e polveri: questo tipo di strutture sono state reputate imperscrutabili fino a poco tempo fa; ossia fino a quando non è stato dimostrato che i telescopi sono in grado di penetrare nel guscio che circonda i buchi neri. Ci sono riusciti, infatti, il Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) della NASA e XXM-Newton dell'ESA: lo studio che ha analizzato i dati è stato guidato da Alessandro Marinucci, dell'Università Roma Tre e dell'INAF; i dettagli resi noti in un articolo pubblicato da Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Una ciambella attorno al buco nero.

L'ipotesi della presenza di un disco formato da gas e polveri attorno ai buchi neri super massicci venne avanzata la prima volta alla metà degli anni '80 per spiegare come mai strutture del genere in alcuni casi celassero i buchi neri mentre in altri no: l'idea era che fosse proprio l'orientamento di questa ciambella rispetto alla Terra a modificare la percezione della sua intensa radiazione. Quindi, se la ciambella è di taglio, la visione del buco nero è bloccata; se è frontale, c'è la possibilità di rilevare il materiale.

Negli anni scorsi, gli astronomi hanno avuto modo di evidenziare come questa ciambella, però, non fosse regolare ed omogenea come inizialmente creduto: la nuova scoperta costituisce il primo caso in assoluto in cui viene esplorata questa struttura ed osservato come il materiale in rotazione che la costituisce effettivamente non è uniforme e ben distribuito bensì grumoso ed irregolare, con tanto di grossi squarci.

Schiarite e nubi attorno al buco nero.

Tra il 2014 e il 2015, grazie alla loro visione a raggi X, NuSTAR e XNN-Newton sono entrati nella densissima ciambella che circonda un buco nero giacente al centro di una galassia a spirale molto nota agli scienziati, chiamata NGC 1068 (Messier 77), collocata a circa 47 milioni di anni luce di distanza da noi, nella Costellazione della Balena. Le caratteristiche rilevate forniscono importanti informazioni agli scienziati per la comprensione di aspetti chiave, come la crescita e l'evoluzione dei buchi neri e delle loro galassie; ma supportano anche l'idea che queste strutture siano più comuni di quanto pensato in precedenza.

NuSTAR percepisce raggi X a più elevate energie rispetto a XMM-Newton, ossia i soli che potrebbero attraversare le nubi di materiali che circondano il buco nero. Ora, nell'agosto del 2014, NuSTAR ha osservato un picco improvviso di questi raggi X: tale picco, ha spiegato Marinucci, era riferibile proprio a una momentanea riduzione nello spessore della ciambella che nasconde il buco nero. Esattamente come accade con le nostre nuvole quando, muovendosi in una giornata grigia, aprono degli squarci attraverso i quali il Sole si scopre improvvisamente rispetto alla nostra direzione di vista e lascia filtrare la luce.

Che cosa renda così disomogeneo il guscio di un buco nero, però, al momento è ancora un mistero: ma potrebbe essere oggetto di futuri studi.