Gli astrofisici hanno scoperto cambiamenti nella luminosità della luce osservata alla periferia di uno dei buchi neri più vicini a noi, situato a una distanza di 9600 anni luce dalla Terra.
Gli scienziati erano interessati al sistema stellare binario MAXI J1820+070, scoperto dal telescopio a raggi X giapponese a bordo della Stazione Spaziale Internazionale nel 2018. Di norma, tali sistemi binari contengono una stella di piccola massa, simile al nostro Sole, e un oggetto molto più compatto: può essere una nana bianca, una stella di neutroni o un buco nero. MAXI J1820+070 contiene un buco nero almeno 8 volte la massa del nostro Sole.
La curva di luce analizzata dagli scienziati è stata ottenuta da astroamatori durante quasi un anno di osservazioni in tutto il mondo. La stella in MAXI J1820+070 è una delle tre stelle a raggi X più luminose mai osservate. Questo è così non solo perché è estremamente vicino alla Terra, ma anche perché si trova con successo al di fuori del piano della nostra Via Lattea. Poiché è rimasto luminoso per molti mesi, un gran numero di persone ha potuto osservarlo.
Ma quasi 3 mesi dopo l'inizio del flare, è successo qualcosa di inaspettato - la curva di luce sembrava subire un'enorme modulazione con un periodo di circa 17 ore - è stato osservato un raddoppio della luminosità al picco. Allo stesso tempo, non ci sono stati cambiamenti nella gamma dei raggi X. Sebbene in passato siano state osservate piccole modulazioni visibili quasi periodiche durante altri lampi di raggi X, nulla di simile è stato osservato prima. Cosa ha causato un comportamento così insolito?
Il materiale della stella viene trascinato dall'oggetto compatto nel disco di accrescimento del gas a spirale che lo circonda. I bagliori si verificano quando il materiale nel disco si riscalda, si accumula su un buco nero e rilascia enormi quantità di energia prima di attraversare l'orizzonte degli eventi. Questo processo è caotico e molto variabile, con tempi che variano da millisecondi a mesi.
Quando un enorme raggio X esce da un buco nero molto vicino e poi irradia la materia circostante, in particolare il disco di accrescimento, riscaldandolo ad una temperatura di circa 10mila K, la sua radiazione è nel range ottico, in particolare, si vedere la luce emessa. Ecco perché, quando l'intensità del flash a raggi X diminuisce, diminuisce anche la luce visibile.
C'era solo una possibile spiegazione: un enorme flusso di radiazioni a raggi X irradiava il disco di accrescimento e ne causava la distorsione, che forniva un forte aumento dell'area, a seguito del quale aumentava anche il flusso luminoso. Questo comportamento è stato osservato in precedenza in binari a raggi X con stelle più massicce, ma mai in sistemi con un buco nero e una stella di piccola massa.
Gli astrofisici conoscono diverse dozzine di sistemi binari con buchi neri nella nostra Galassia, con masse nell'intervallo di 5-15 masse solari. Crescono anche accumulando materia.
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