Una galassia ai raggi X: sorgente straordinaria per studiare i buchi neri supermassivi

I Nuclei Galattici Attivi (AGN) sono galassie la cui intensa luminosità è dovuta all’accrescimento di gas su un buco nero supermassivo che si trova nel loro centro. Questo materiale, prima di finire inghiottito dal buco nero, si distribuisce in forma di disco, chiamato per l’appunto disco di accrescimento.

Tra gli AGN più brillanti e variabili del cielo in banda X c’è proprio la galassia NGC 2992, che è stata osservata molte volte in passato, ma mai colta nel suo stato di flusso massimo. “Grazie ad un monitoraggio svolto con il satellite NASA Swift ogni 2 giorni per tutto il 2019, siamo stati in grado di intercettarla nel massimo della sua emissione in banda X. Il 7 maggio 2019 anche i satelliti ESA XMM-Newton e NASA NuSTAR hanno quindi puntato i loro occhi su NGC 2992 per circa quattro giorni di seguito” dichiara Andrea Marinucci, ricercatore dell’Agenzia Spaziale Italiana e primo autore della ricerca, pubblicata sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Studiare la galassia nei raggi X permette di vedere le righe di emissione, principalmente dovute al Ferro, modificate in maniera significativa dagli effetti dovuti alla Relatività Ristretta e Generale, che si amplificano più ci si avvicina al buco nero.
“Durante questi quattro giorni di osservazioni abbiamo trovato dei lampi ripetuti nella banda energetica 5-7 keV, della durata di circa 90 minuti ciascuno. Dall’analisi degli spettri della sorgente in questi intervalli di tempo siamo stati in grado di misurare con estrema precisione gli effetti dovuti al forte campo gravitazionale centrale e di stimare la regione del disco di accrescimento da cui provengono questi bagliori” specifica Stefano Bianchi, professore associato del Dipartimento di Matematica e Fisica dell’Università degli Studi Roma Tre, anche lui tra i firmatari dello studio.

I ricercatori hanno suddiviso i quattro giorni di osservazioni in 50 parti, proprio della durata di circa 90 minuti ciascuno. In più della metà di questi intervalli sono state trovate righe di emissione spostate a frequenze minori o maggiori rispetto a quella attesa, chiaro indicatore dei moti relativistici del gas nel disco di accrescimento.
“A partire della variabilità delle curve di luce in banda X abbiamo stimato che la massa del buco nero al centro di NGC 2992 è di 30 milioni di masse solari. Le distanze tra le regioni del disco di accrescimento da cui provengono questi lampi in banda X e il buco nero centrale sono confrontabili con quelle di Giove e Saturno dal Sole” aggiunge Emanuele Nardini, ricercatore del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di Firenze.

“Riuscire ad osservare NGC 2992 nel suo stato più estremo non è stato lasciato al caso. È infatti grazie al monitoraggio condotto con Swift che siamo riusciti a capire che NGC 2992 stava diventando via via sempre più brillante ed era giunto il momento di puntare verso NGC 2992 gli ‘occhi’ X di XMM e NuSTAR” Aggiunge Valentina Braito, ricercatrice INAF a Milano, concludendo “NGC 2992 è una sorgente straordinaria e un laboratorio ideale che ci aiuterà a capire il fenomeno dell’accrescimento sui buchi neri supermassivi”.

Lo studio è pubblicato sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society nell’articolo The lively accretion disk in NGC 2992. I. Transient iron K emission lines in the high flux state di Marinucci, A., Bianchi, S., Braito, V., De Marco, B., Matt, G., Middei, R., Nardini, E., Reeves, J. N.
Foto e Notizie: Ufficio Stampa INAF