11/03/16

Il gigante e il bambino continuano a dare ragione a Einstein **

Un quasar, la cui luce giunge a noi dopo 3.5 miliardi di anni, si trova proprio lungo il percorso apparente del Sole sulla sfera celeste, una zona investigata continuamente perché è quella dove si trovano la maggior parte degli asteroidi e delle comete. Ne è risultato una fortunata situazione: il quasar è stato osservato fotometricamente da più di 100 anni.

Analizzando la curva di luce di questa lontana galassia che, sicuramente, deve contenere un gigantesco buco nero centrale circondato da un caldissimo disco di accrescimento, si è visto che ogni dodici anni vi era un picco di luminosità (anzi un doppio picco). Un po’ alla volta è venuto fuori un modello che si accordava sempre meglio con i nuovi dati: il buco nero centrale aveva un compagno, decisamente più piccolo, che orbitava attorno a lui, proprio in circa 12 anni e con un orbita molto eccentrica, tale da causargli l’ingresso e l’uscita dal disco di accrescimento (il doppio picco).

A questo punto non può che entrare in ballo la Relatività Generale (RG) e le sue previsioni relative a un buco nero rotante (vedi QUI). Un parametro fondamentale per determinare le caratteristiche del sistema doppio, compresi le masse e la rotazione dell’oggetto centrale, viene dato dall’ammontare della precessione dell’orbita. Essa è veramente notevole, dell’ordine di 39° per orbita.

Ovviamente, la precessione può essere misurata molto bene notando quando e dove avviene l’attraversamento del disco di accrescimento. In poche parole, si è ottenuto un periodo orbitale di 12 anni, un’eccentricità di circa 0.7, una massa del primario di 18 miliardi di masse solari (il secondario è solo di 100 milioni di masse solari). Particolarmente importante è la velocità di rotazione del primario pari a circa 1/3 di quella massima plausibile per la RG e che è vicina a quella della luce (la rotazione finale del buco nero che ha dato luogo alle onde gravitazionali era di circa 0.7).

Uno schema del sistema binario di buchi neri del quasar OJ287. Il modello è pienamente verificato dalle osservazioni. Fonte: Gary Poyner, UK
Uno schema del sistema binario di buchi neri del quasar OJ287. Il modello è pienamente verificato dalle osservazioni. Fonte: Gary Poyner, UK

E’ curioso notare che le ultime osservazioni di questo fantastico laboratorio di RG sono state ottenute esattamente un secolo dopo l’uscita della teoria. Sembra quasi che sia stata preparata a tavolino una sceneggiatura teatrale… Infine, la perdita di energia orbitale osservata fa pensare che non sia impossibile misurare le onde gravitazionali del buco nero, con il sistema già usato per le pulsar, basato sulle variazioni dei loro periodi.  Il 2015 è stato proprio l’anno di Einstein!

Articolo originale QUI

Perché il 2015 è stato l'anno di Einstein?
E' stata osservata un'esplosione di supernova fin dai primi istanti, grazie all'effetto lente gravitazionale
Sono state finalmente rilevate le onde gravitazionali

QUI, invece, analizzando lo spettro della luce proveniente dal disco di accrescimento, è stato individuato un sistema binario di buchi neri che stanno formando una “ciambella cosmica”

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