Puoi con l'orrore prepararti per una festa di grandi dimensioni, ma immagina gli astrofisici che scervellano su come mangia un buco nero supermassiccio.
Questi sono gli oggetti più massicci dell'universo conosciuto. Abitano nei centri della maggior parte delle galassie e possono pesare da milioni a miliardi di volte la massa solare. Nella Via Lattea c'è il Sagittario A, nascosto nel nucleo galattico a circa 20.000 anni luce dalla Terra con una massa di 4 milioni di volte il Sole. Anche se sappiamo dell'esistenza di questi mostri gravitazionali, è ancora difficile per noi capire come crescono a tali dimensioni e in che modo la loro crescita è legata all'evoluzione delle loro galassie.
Ma sappiamo che se qualche oggetto si trova a una distanza pericolosamente vicina, sarà strappato allo stato di gas surriscaldato (plasma) - come un frullato cosmico estremamente caldo, pronto per l'uso. Questo plasma si trasforma in un disco di accrescimento, entrando lentamente nell'orizzonte di un evento di buco nero (il confine che circonda il buco, dove le curvature gravitazionali dello spazio sono così grandi che nemmeno la luce può uscire). Come previsto, hanno un sacco di radiazioni. Queste potenti proprietà si manifestano in intense radio e raggi X e la loro presenza è un segnale che il buco nero è ora pranzando. Sebbene la loro fisica sia comprensibile, ci sono molti oggetti che devono essere alimentati attivamente, ma non producono dischi che emettono intensamente. Come se uscissero per uno spuntino notturno, e l'Universo non ne sapeva niente. Questa situazione accade con il Sagittario A. Sebbene abbia un disco di accrescimento, gli astronomi lo chiamano "radiazione inefficace". Cioè, genera meno radiazioni del previsto.
"Di qui la domanda: perché il disco è così calmo?", Dice l'astrofisico Matthew Kuntz del Dipartimento di Energia al Princeton Physical Plasma Laboratory (PPPL).
Per comprendere il problema, il team di Kunz ha suggerito di concentrarsi su ciò che sta accadendo sulle piccole scale del disco di accrescimento. Sebbene sia indubbiamente caldo e pieno di particelle, il loro studio suggerisce che questo disco è relativamente diluito (i singoli protoni e gli elettroni raramente si colpiscono a vicenda). L'assenza di tale interazione probabilmente la distingue dagli altri dischi.
Il modello classico di dischi è stato sviluppato secondo la formula degli anni '90, che vede il plasma come un fluido elettricamente conduttore con particelle fortemente interagenti. Ma se si applica questa formula al disco del Sagittario A, allora non produce le emissioni previste dal modello. Questo è un problema, perché nella nostra comprensione, il liquido non collide, il che significa che le particelle non possono scendere a spirale verso l'orizzonte degli eventi, e il buco sta morendo di fame. In generale, se segui solo questo modello, un buco nero non può mai assorbire materia in un disco. Così, in un nuovo studio pubblicato sulla rivista "Physical Review Letters", il team ha riprodotto il movimento di singole particelle in orbita attorno a un buco nero in un disco di accrescimento senza una collisione per spiegare picchi deboli. Ma per fare questo, è necessario scrivere un codice complesso "che produca modelli più accurati (rispetto alle osservazioni astrofisiche), prevedendo la radiazione da un buco nero nel centro galattico", ha detto Kunz.
Grazie a potenti computer, questo nuovo codice "cinetico" può spiegare come un simile buco supermassiccio crea così poca radiazione durante la sua festa nello spazio.
