Probabilmente il piccolo buco nero si sta rimpinzando di gas e polvere e, come risultato, il getto mostra cambiamenti periodici che si verificano in una frazione di secondo. Questa caratteristica è stata osservata con il Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope (FAST) in Cina.

L'oggetto, denominato GRS 1915+105, si trova a circa 28.000 anni luce dalla Terra in direzione della costellazione dell'Aquila. È costituito da una stella regolare in orbita attorno a un buco nero stellare, nato dopo la morte di una massiccia compagna.
Mentre la stella orbita attorno al buco nero, parte del suo materiale viene risucchiato dal vorace piccolo mostro cosmico il quale, però, non riesce a inghiottire tutto e ne accelera una parte nel getto che sembra schizzare dai poli.

Il nuovo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature.


Una trottola cosmica

Il team che ha studiato l'oggetto ritiene che i cambiamenti misurati nell'energia del getto potrebbero essere dovuti alla rotazione del buco nero non allineata con il proprio disco di accrescimento, il disco di materia orbitante dal quale si nutre. Ciò potrebbe far oscillare il getto quasi come una trottola cosmica. Quando il getto punta lontano, la sua energia diminuisce. Una frazione di secondo dopo, torna alla normalità quando il sistema torna indietro.

"Il segnale peculiare ha un periodo approssimativo di 0,2 secondi, o una frequenza di circa 5 Hertz", ha detto in una dichiarazione Wei Wang, professore di astrofisica all'Università di Wuhan in Cina e autore principale della ricerca. "Un tale segnale non esiste sempre e si presenta solo in condizioni fisiche speciali. Il nostro team ha avuto la fortuna di catturare il segnale due volte — rispettivamente nel gennaio 2021 e nel giugno 2022".

GRS 1915+105 è ciò che i ricercatori chiamano un microquasar, una versione su scala stellare di un quasar. I quasar sono cuori galattici estremamente luminosi che ospitano buchi neri supermassicci che sono milioni o addirittura miliardi di volte più massicci del Sole. Questi titani cosmici attirano la materia circostante con la forza della loro enorme gravità. Parte di questa materia cade oltre l'orizzonte degli eventi del buco nero, il punto di non ritorno da cui nemmeno la luce può sfuggire . Parte del materiale, tuttavia, sfugge a questo destino e viene invece incanalato verso i poli del buco nero, emanando nello spazio getti superenergetici. Questo processo si verifica anche nei microquasar, anche se su scale più piccole.

Primo rilevamento radio

Ufficialmente chiamate oscillazioni quasi periodiche (QPO), i cambiamenti in GRS 1915+105 non erano mai stati visti prima nelle onde radio.
I QPO sono utili per comprendere la fisica dei buchi neri e dei loro sistemi: l'osservazione di questo microquasar dinamico potrebbe far luce sulle abitudini alimentari dei buchi neri più piccoli.

Questo QPO, visto nelle onde radio, potrebbe essere la prima prova di cambiamenti nei getti di questo tipo ma cosa stia causando esattamente queste oscillazioni rimane un mistero.
"Nei sistemi di buchi neri in accrescimento, i raggi X di solito esplorano il disco di accrescimento attorno al buco nero mentre le emissioni radio esplorano il getto lanciato dal disco e dal buco nero", ha detto Bing Zhang, astronomo dell'Università del Nevada, coautore del documento. "Il meccanismo dettagliato per indurre la modulazione temporale in un getto relativistico non è identificato, ma un meccanismo plausibile sarebbe che il getto sia alla base della precessione, il che significa che la direzione del getto punta regolarmente verso direzioni diverse e ritorna alla direzione originale una volta ogni circa 0,2 secondi". Questo effetto potrebbe essere causato da un disallineamento tra l'asse di rotazione del buco nero e il disco di gas e polvere caldi e luminosi attorno ad esso. Ciò deriverebbe dal fatto che mentre il buco nero di massa stellare ruota, trascina con sé il tessuto stesso dello spaziotempo,  un effetto chiamato Lense-Thirring previsto dalla teoria della relatività generale che comporta che i corpi rotanti trascinino lo spaziotempo attorno ad essi.

"Esistono altre possibilità, tuttavia, e le continue osservazioni di questo e di altri microquasar galattici porteranno ulteriori indizi per comprendere questi misteriosi segnali QPO", ha affermato Zhang.