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Getti superveloci all’infrarosso 

I binari a raggi X sono sistemi composti da una stella densa e compatta che rimuove il materiale dalla compagna, producendo raggi X durante il processo. Questi oggetti sono solitamente circondati da un disco di accrescimento composto da materiale in caduta e talvolta questo materiale viene emesso sotto forma di potenti getti relativistici. E’ possibile determinare la velocità di questi getti attraverso l’analisi delle emissioni infrarosse? Uno studio condotto dalla New York University di Abu Dhabi, pubblicato su Astrophysical Journal, ha provato a rispondere a questa domanda.

La scelta dell’oggetto da analizzare è caduta su un sistema binario a raggi X composto da un buco nero e da una stella di massa intermedia, noto anche con la sigla Bhxb. I getti in questi particolari sistemi si muovono quasi alla velocità della luce e qualche volta possono dare l’impressione di superarla. Questa illusione relativistica è caratterizzata dal fattore di Lorentz Γ, che quantifica le distorsioni che derivano dal muoversi alla velocità della luce. Finora, i fattori Lorentz dei getti Bhxb non erano ancora stati misurati in modo appropriato, limitando la nostra comprensione dei processi che si celano dietro la fisica dei getti emessi dai buchi neri. 

Il team di Abu Dhabi ha messo a punto un nuovo metodo per misurare il fattore di Lorentz osservando i Bhxb nella luce infrarossa (Ir). Lo studio ha permesso di scoprire che l’emissione di luce infrarossa emessa da uno di questi sistemi può essere attribuita a due elementi: il disco di accrescimento e l’emissione di sincrotroni dai getti relativistici. Nel dettaglio i ricercatori hanno misurato i cambiamenti dell’intensità dell’emissione infrarossa a seconda della maggiore o minore potenza dei raggi X scoprendo che quando i getti sono meno energetici (off) le emissioni di luce infrarossa possono essere attribuite al disco di accrescimento. Al contrario – quando i getti sono più potenti (on) – l’eccesso di emissione di luce infrarossa è da imputare ai getti. 

Questa prima analisi dei dati ha permesso agli scienziati di isolare l’emissione dei getti e di caratterizzare i fattori di Lorentz. Per determinarli è entrato in gioco il rapporto tra il flusso della luce infrarossa calcolato nei due momenti, on e off. Unendo i rapporti con i dati riguardanti l’inclinazione del disco i ricercatori hanno modellato i fattori di Lorentz di nove Bhxb, calcolando un intervallo di Γ = 1,3–3,5 –. Questo numero indica che i flussi di massa espulsi dai getti si stanno muovendo dal 64 al 96 percento la velocità della luce. Lo studio è solo ai primi stadi e gli scienziati continueranno ad osservare i Bhxb con altri spettri e con altre metodologie che dovrebbero svelare di più su questi oggetti misteriosi ed altamente energetici. 

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