Gli astronomi dell'Università di Leicester hanno registrato per la prima volta la caduta della materia in un buco nero supermassiccio a una velocità pari al 30 per cento della velocità della luce. Ciò indica che il plasma in orbita attorno al foro non forma un disco di accrescimento piatto, ma una complessa struttura di anelli caotici. L'articolo degli scienziati è stato pubblicato sulla rivista Royal Astronomical Society.
PG211 + 143, distante più di un miliardo di anni luce dalla Terra, è una galassia di Seyfert, cioè una galassia con un nucleo attivo che rilascia un'enorme quantità di energia. Al centro del nucleo c'è un buco nero supermassiccio che si alimenta, attorno al quale si trova un disco di materia in rapida rotazione. Questo disco emette una potente radiazione elettromagnetica che supera il limite di Eddington, ovvero la forza dei campi emergenti in alcune zone supera le forze gravitazionali del buco nero. Il risultato sono flussi ultraveloci (UFO) di plasma che raggiungono 0,2 volte la velocità della luce.
I dati del telescopio spaziale XMM-Newton e di altri strumenti hanno dimostrato che il disco interno attorno al buco nero ha una struttura complessa, che causa lo sviluppo di espulsioni ultraveloci da diverse regioni a velocità diverse. Studi precedenti hanno suggerito che alcune di queste espulsioni potrebbero cadere direttamente in un buco nero, sfidando la nozione di un disco di accrescimento piatto, in cui la materia si muove lentamente a spirale verso l'orizzonte degli eventi.
I calcoli mostrano che i dischi nei nuclei galattici attivi sono influenzati dalle forze derivanti dall'effetto Lense-Thirring, che si osserva vicino a corpi massicci rotanti. Vengono visualizzate ulteriori accelerazioni, simili all'accelerazione di Coriolis. Di conseguenza, il disco esplode in anelli di gas separati, che iniziano a spostarsi in modo casuale. Questi anelli possono scontrarsi tra loro, di conseguenza, la materia al loro interno perde velocità e cade in un buco nero. In questo caso, il momento angolare residuo, che caratterizza il moto rotatorio, può consentire al gas di formare un disco di raggio minore.
Gli scienziati hanno analizzato i dati del telescopio spaziale XMM-Newton e hanno trovato prove di un flusso di plasma di breve durata diretto in un buco nero a una velocità 0,3 volte superiore alla luce. Ciò dimostra che i dischi di accrescimento sono effettivamente in grado di dividersi.
Gli astronomi notano che questo accrescimento caotico impedisce al buco nero di ruotare e gli consente di crescere rapidamente. Ciò aiuterebbe a risolvere il problema dei buchi neri supermassicci nell'Universo primordiale, che, secondo un'ipotesi, sarebbero emersi da grandi "embrioni" - buchi neri formati direttamente da gigantesche nuvole di gas o dal collasso di stelle particolarmente grandi. I risultati della ricerca mostrano che embrioni così massicci non sono necessari.
