Assi di rotazione, nucleari, magnetici e poi? il Bardeen-Petterson

  © Gravity Probe B

La regione vicina all'orizzonte di un buco nero che forma un nucleo galattico è molto più dinamica e tempestosa di quanto si pensasse. I dischi che circondano i buchi neri sono infatti sottoposti a forze che influiscono e modificano la direzione di emissione e l'intensità dei potenti getti relativistici di particelle che vengono dirette nello spazio. Questi forti getti saranno determinanti per la formazione di stelle.

I buchi neri convertono l'energia gravitazionale in getti di radiazione emessa dal plasma dei loro dischi di accrescimento, cioè da strutture formate dalle nubi di gas e polveri surriscaldate che sono via via cascate sul buco nero stesso. La direzione e l'intensità di questi getti è influenzata dal moto rotatorio del buco nero.
L'asse di rotazione di un buco nero punta in genere in una direzione che è inclinata di un certo angolo rispetto all'asse di rotazione  del plasma del disco di accrescimento...
Questa inclinazione influenza l'intensità della radiazione tramite variazioni del potenziale gravitazionale che interessa il plasma e quindi, a causa delle deformazioni del disco e del ripiegamento del getto, quello che un osservatore può vedere da differenti angoli di vista. Nel caso di dischi di accrescimento sottili, il loro asse di rotazione tende ad allinearsi con l'asse del buco nero in virtù del cosiddetto effetto Bardeen-Petterson. Jonathan C. McKinney e colleghi hanno sviluppato una serie di simulazioni numeriche dei flussi di fluidi magnetoidrodinamici intorno a buchi neri in rotazione, prendendo in particolare casi di studio come Sagittarius A* (Sgr A*, il buco nero supermassiccio, di cui ne parlo in "Buchi Neri...supermassicci? Sarà possibile misurarli?" al centro della Via Lattea), e il nucleo galattico  della galassia M87. 

A differenza dall'effetto Bardeen-Petterson, sono riusciti a identificare un nuovo meccanismo, che porta anch'esso a orientare il getto lungo l'asse di rotazione del buco nero in questione, ma solo nelle più strette vicinanze del buco nero. Allontanandosi, le complesse turbolenze e forze di marea che si formano nel plasma del disco di accrescimento deviano il getto, che alla fine arriva a orientarsi nuovamente nella direzione dell'asse di rotazione del disco iniziale. -->