Le bolle di Fermi sono rutti da un buco nero mangiatore di stelle

L'anno scorso, gli astronomi che analizzavano i dati del telescopio orbitante Fermi Gamma Ray della NASA hanno fatto un annuncio straordinario. Dissero che Fermi aveva individuato due bolle giganti provenienti dal centro della galassia, che si estendevano per circa 20.000 anni luce sopra e sotto il piano galattico.

Queste bolle sono chiaramente una sorta di onda d'urto in cui gli elettroni ad alta energia interagiscono con i fotoni, cedendo la loro energia sotto forma di raggi gamma.

Ma cosa potrebbe aver causato una tale onda d'urto, che è molte volte più grande di quanto gli astronomi si aspetterebbero di vedere da una supernova?

Oggi, Kwong Sang Chen dell'Università di Hong Kong e alcuni amici dicono di pensare di saperlo. Dicono che le bolle siano i resti delle stelle che sono state mangiate dal buco nero supermassiccio al centro della galassia. Qual è questa idea potrebbe anche spiegare la distribuzione dell'energia dei raggi cosmici, su cui gli astronomi si sono interrogati per decenni.

Il buco nero supermassiccio della nostra galassia è, beh, enorme, circa 4 milioni di volte più massiccio del Sole. Chen e co. presumono che una stella vi cada dentro ogni 1000 anni circa. Quando ciò accade, parte della stella viene divorata dal buco nero, mentre il resto viene espulso nello spazio sotto forma di protoni ad alta energia.

Questi protoni riscaldano il gas e la polvere che circondano il buco nero creando una bolla in espansione di elettroni ad alta energia. Questo non può espandersi molto nel piano della galassia dove viene assorbito.

Ma gli elettroni possono viaggiare lontano nello spazio sopra e sotto il piano galattico, creando le bolle di raggi gamma viste da Fermi. Questo spiega perché il bordo della bolla è così ben definito.

Ma spiega anche un altro dei grandi enigmi su cui gli astronomi stanno sudando: la strana distribuzione energetica dei raggi cosmici.

È facile immaginare che i raggi cosmici di energia superiore dovrebbero essere più rari di quelli di energia inferiore. Ma quando gli astronomi tracciano il numero di raggi cosmici contro l'energia, ce ne sono di molto più ad alta energia di quanto dovrebbero essere. Questi formano un 'ginocchio' nel grafico, da cui il nome del problema.

Il modello di Chen e compagni spiega questo ginocchio. Dicono che i raggi cosmici ad altissima energia devono essere protoni creati durante questo processo di divorazione delle stelle che si sono fatti strada sulla Terra.

Quindi sono le dimensioni e l'energia del rutto del buco nero che genera i protoni ad altissima energia nello spettro.

Un argomento convincente che prende due piccioni con una fava.

Rif: arxiv.org/abs/1109.6087 : Bolle di Fermi come risultato della cattura delle stelle nel Centro Galattico

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