La regione attorno a Sagittarius A*. Crediti: NASA/UMass/D.Wang et al.; NASA/STScI.
Per preparare alla perfezione un ottimo piatto non basta certamente la lista degli ingredienti, ma occorre una ricetta che dettagli le modalità di preparazione e cottura. Sulla rivista Physical Review Letters i cultori del genere possono trovare una sorta di “ricetta astrofisica” su come viene cucinato il piatto preferito di un buco nero. Scienziati del Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) hanno infatti sviluppato un nuovo metodo rigoroso per la modellizzazione del disco di accrescimento che alimenta Sagittarius A*, il buco nero da quattro milioni di masse solari che si trova al centro della nostra galassia.
I cosiddetti dischi di accrescimento sono nuvole di plasma che orbitano attorno e gradualmente vengono inghiottite da corpi massicci, come i buchi neri. Semplificando, possiamo dire che la “bocca” di un buco nero è delimitata da un orizzonte degli eventi, il limite oltre il quale la forza gravitazionale è tale che non può più scappare nemmeno la luce (da cui buco nero).
Quando il plasma fluisce verso l’orizzonte degli eventi si innescano fenomeni talmente estremi da originare alcune tra le sorgenti di radiazione elettromagnetica più energetiche e luminose in tutto l’universo, come i nuclei galattici attivi. Ma il disco di accrescimento attorno the Sagittarius A* è molto più tranquillo, “radiativamente inefficiente” come lo definiscono gli astrofisici, intendendo che emette meno radiazione di quella che ci si aspetterebbe.
Matthew Kunz. Crediti: Princeton Department of Astrophysical Sciences
Nel nuovo studio, il gruppo di ricerca, guidato da Matthew Kunz del PPPL, ha prima di tutto considerato che questo disco di accrescimento è talmente caldo e diluito da essere “senza collisioni”, una condizione per cui le traiettorie degli elettroni e dei protoni raramente si intersecano.
Kunz e colleghi hanno quindi sviluppato un nuovo modello che non tratta il moto del plasma come quello di un fluido macroscopico, come avviene usualmente, bensì utilizzando un approccio “cinetico” per tracciare sistematicamente il moto di ogni singola particella “non collidente”.
Il nuovo modello si accorda meglio con le osservazioni già effettuate, e permetterà di essere maggiormente predittivo quando la prossima primavera entrerà in funzione il nuovo Event Horizon Telescope, frutto della sinergia di nove radiotelescopi dislocati in diversi punti del globo che osservano contemporaneamente Sagittarius A*.
Per saperne di più:
- Leggi su Physical Review Letters l’articolo “Magnetorotational Turbulence and Dynamo in a Collisionless Plasma“, di Matthew W. Kunz, James M. Stone e Eliot Quataert