Osservato il ciclo pluriennale di emissioni di raggi gamma su PG 1553+113

Pochi giorni fa lo strumento LAT a bordo dell’osservatorio spaziale FERMI ha osservato per la prima volta una pulsar extragalattica nella Grande Nube di Magellano. Nel frattempo ha tenuto d’occhio le variazioni periodiche nella luminosità di una galassia attiva, PG 1553+113. Si trova a 5 miliardi di anni luce dalla Terra, nella direzione della costellazione del Serpente e le sue emissioni sono alimentate da un buco nero super-massiccio locato al centro di essa. Si tratterebbe dell’esistenza di un ciclo pluriennale di emissioni di raggi gamma, un fenomeno mai osservato prima in nessuna galassia. La scoperta potrebbe fornire nuovi input sui processi fisici che avvengono in prossimità di un buco nero.

«Analizzando i dati raccolti dal Large Area Telescope (LAT) di Fermi, abbiamo raccolto le prove di una variazione biennale dei raggi gamma da PG 1553+113 – dice Stefano Ciprini ricercatore INAF e coordinatore del team di Fermi dell’ASI Science Data Center – il segnale è debole ed è stato osservato su meno di quattro cicli, quindi per quanto affascinante, questa scoperta richiede ulteriori osservazioni». I buchi neri, con masse pari a milioni di volte quella del nostro Sole, sono molti diffusi nella Via Lattea, nel cuore di molte galassie. Nelle galassie attive, pari all’1% di quelle nelle Via Lattea, il buco nero emette radiazioni miliardi di volte più potenti di quelle del nostro Sole. Sono emissioni dalla durata imprevedibile: potrebbero durare dai pochi minuti a diversi anni. Le sorgenti di raggi gamma, individuate da LAT, sono galassie attive chiamate blazar delle sorte di sorgenti altamente energetiche, associate a un buco nero super-massiccio collocato al centro della sua galassia madre. Quando la materia viene “risucchiata” dal buco nero super-massiccio centrale, una parte delle particelle subatomiche vengono espulse a una velocità di poco inferiore a quella della luce lungo due getti diametralmente opposti (Pulsar). Quando uno di questi getti si trova in direzione della Terra, il blazar diventa straordinariamente luminoso.

«Sostanzialmente stiamo guardando il centro del getto – dice Sara Cutini dell’ASDC per INFN – quindi studiare la sua variazione di luminosità rappresenta lo strumento principale per comprenderne la struttura e indagare l’ambiente vicino al buco nero».

I ricercatori hanno formulato diverse ipotesi per cercare di interpretare l’origine della periodicità delle emissioni. Il più interessante prevede la presenza di un secondo buco nero super-massiccio che orbita intorno a quello principale: l’attrazione gravitazionale del secondo buco nero farebbe inclinare periodicamente la porzione interna del disco di accrescimento del primo buco nero. Se l’esistenza del ciclo dovesse essere confermata, gli scienziati prevedono nuovi picchi di luminosità nel 2017 e nel 2019. La missione Fermi, è stata prolungata quest’anno fino al 2018 ma la sua vita operativa potrebbe estendersi ben oltre questa data. La ricerca è stata pubblicata sul numero del 10 novembre di Astrophysical Journal Letters con un articolo intitolato “ Multiwavelenght evidence for quasi-periodic modulation in the gamma-ray blazar PG”.