Rilevati enormi anelli attorno a un buco nero
Le immagini a raggi X degli anelli giganti hanno rivelato nuove informazioni sulla polvere che si trova nella nostra Galassia, utilizzando un principio simile ai raggi X realizzati negli studi medici e negli aeroporti.
Utilizzando l’Osservatorio a raggi X Chandra della NASA e l’Osservatorio Swift di Neil Gehrels, gli astronomi sono stati in grado di osservare una spettacolare serie di anelli attorno a un buco nero.
Le immagini a raggi X degli anelli giganti hanno rivelato nuove informazioni sulla polvere che si trova nella nostra Galassia, utilizzando un principio simile ai raggi X realizzati negli studi medici e negli aeroporti.
Il buco nero fa parte di un sistema binario chiamato V404 Cygni, situato a circa 7.800 anni luce dalla Terra. Il buco nero sta attivamente spingendo materiale lontano da una stella compagna, con circa la metà della massa del Sole, in un disco attorno all’oggetto invisibile. Questo materiale brilla nei raggi X, motivo per cui gli astronomi si riferiscono a questi sistemi come “binari a raggi X”.
Il 5 giugno 2015, Swift ha scoperto un lampo di raggi X da V404 Cygni. L’esplosione ha creato gli anelli ad alta energia da un fenomeno noto come echi di luce. Invece di onde sonore che rimbalzano su una parete del canyon, gli echi di luce intorno a V404 Cygni sono stati prodotti quando un’esplosione di raggi X dal sistema di buchi neri è rimbalzata su nuvole di polvere tra V404 Cygni e la Terra. La polvere cosmica non è come la polvere domestica, ma piuttosto come il fumo ed è composta da piccole particelle solide, riferisce la NASA.
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In una nuova immagine composita, i raggi X di Chandra (azzurro) sono stati combinati con i dati ottici del telescopio Pan-STARRS alle Hawaii che mostrano le stelle nel campo visivo. L’immagine contiene otto anelli concentrici separati. Ogni anello è creato dai raggi X dei brillamenti V404 Cygni osservati nel 2015 che vengono riflessi da diverse nubi di polvere.
Il team ha analizzato 50 osservazioni di Swift effettuate nel 2015 tra il 30 giugno e il 25 agosto. Chandra ha osservato il sistema l’11 e il 25 luglio. È stato un evento così brillante che gli operatori di Chandra hanno posizionato di proposito il V404 Cygni tra i rilevatori in modo che un’altra esplosione luminosa non danneggiasse lo strumento.
Gli anelli informano gli astronomi non solo sul comportamento del buco nero, ma anche sul paesaggio tra V404 Cygni e la Terra. Ad esempio, il diametro degli anelli nei raggi X rivela le distanze dalle nuvole di polvere intermedie dove la luce è rimbalzata. Se la nuvola è più vicina alla Terra, l’anello sembra essere più grande e viceversa. Gli echi di luce appaiono come anelli stretti piuttosto che anelli larghi o aloni perché l’esplosione di raggi X è durata solo un periodo di tempo relativamente breve.
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I ricercatori hanno anche usato gli anelli per testare le proprietà delle stesse nuvole di polvere. Gli autori hanno confrontato gli spettri dei raggi X, cioè la luminosità dei raggi X su una gamma di lunghezze d’onda, con modelli computerizzati di polvere con composizioni diverse. Diverse composizioni di polvere risulteranno in diverse quantità di raggi X a bassa energia che verranno assorbiti e impediti di essere rilevati da Chandra. Questo è un principio simile a come diverse parti del nostro corpo o del nostro bagaglio assorbono diverse quantità di raggi X, fornendo informazioni sulla loro struttura e composizione.
Il team ha determinato che la polvere molto probabilmente conteneva miscele di grafite e grani di silicato. Inoltre, analizzando gli anelli interni con Chandra, hanno scoperto che le densità dei cambiamenti della nuvola di polvere non sono uniformi in tutte le direzioni.
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