Un gruppo di ricercatori italiani dello IASF, Istituto di Astrofisica Spaziale, sezione di Bologna, utilizzando gli archivi di XMM-Newton, il telescopio spaziale per la rivelazione di raggi X dal cosmo dell'Agenzia Spaziale Europea, ha rianalizzato un set di dati ottenuti dal satellite nel 2000 e rivelato per la prima volta in modo diretto, e non tramite modelli interpretativi, materia stellare in caduta vorticosa verso un buco nero nella Galassia di Seyfert MCG-6-30-15.
Questa galassia, distante da noi circa 100 milioni di anni luce, era già stata oggetto di uno studio con XMM nel 2000 da parte di una equipe di astrofisici tedeschi guidata da Jörn Wilms, dell'Università di Tubinga. Il nuovo risultato, ottenuto dagli italiani rianalizzando i dati di archivio, è importante perché gli studi precedenti sugli stessi dati assumevano come validi modelli teorici interpretativi che potevano però introdurre fattori di incertezza anche grandi. Questi rendevano 'attaccabili' da parte dei più scettici i risultati ottenuti. I nuovi risultati, che non si basano su alcun modello, convinceranno anche i più scettici.
I dati acquisiti dagli strumenti di bordo del satellite XMM-Newton relativi all'osservazione di MCG-6-30-15, una galassa di tipo 'Seyfert' hanno rivelato variazioni nel tempo del flusso di raggi X provenienti dalle zone più interne del disco, dove si trova il buco nero. Dallo studio di queste variazioni nel flusso di raggi X il gruppo di quattro giovani ricercatori bolognesi (Massimo Cappi, Mauro Dadina, Giuseppe Malaguti e Gabriele Ponti) ha potuto scoprire che i raggi X osservati sono stati emessi da materia cosmica durante la caduta sul buco nero, poco prima di essere inghiottita.
I buchi neri non sono visibili direttamente in quanto non emettono alcun tipo di radiazione o segnale, eppure ne sono stati individuati già molti, osservando la loro interazione con la materia circostante. L'enorme attrazione gravitazionale che esercitano, infatti, risucchia e 'inghiotte' indifferentemente stelle, nubi di gas e di polvere. Mentre ciò avviene, la materia si scalda ed emette raggi X, non rilevabili da terra, dato che l'atmosfera terrestre li assorbe, ma che possono essere captati da strumenti a bordo di satelliti, quali l'osservatorio XMM-Newton.
Il processo fisico che governa la caduta di materia in un buco nero viene chiamato accrescimento. La materia di stelle o nubi di gas circostanti viene disgregata dalla gravità preponderante del buco nero e si dispone su un disco rotante detto appunto di accrescimento. La materia precipita verso il buco nero in orbite a spirale sempre più strette emettendo quantità impressionanti di energia. Gran parte dell'energia emessa nella banda X è concentrata su energie caratteristiche che i ricercatori chiamano 'righe'. La teoria della relatività generale di Einstein prevede che in un campo gravitazionale molto intenso la forma di queste righe subisca precise deformazioni, che rappresentano quindi la 'firma' dell'accrescimento e l'unica vera testimonianza dell'esistenza del buco nero.
I risultati di questa ricerca, pubblicati recentemente sulla rivista internazionale Astronomy and Astrophysics, hanno permesso di stabilire che con osservazioni nella banda dei raggi X è possibile studiare direttamente il meccanismo tramite il quale i buchi neri inghiottono la materia circostante ed è anche possibile utilizzare questi oggetti celesti come laboratori per la verifica della teoria della relatività di Einstein.
La ricerca inoltre conforta l'idea alla base di importanti progetti europei sugli 'osservatori virtuali' dimostrando che gli archivi di dati scientifici costituiscono una risorsa fondamentale, in grado di produrre risultati importanti e garantire per molto tempo un'elevata fruibilità delle missioni spaziali.
Il lavoro è stato in parte finanziato anche dall'Agenzia Spaziale Italiana (ASI) con fondi dedicati all'utilizzo degli archivi scientifici dei satelliti per l'astrofisica delle alte energie.
