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Discovery of Unusual Jet Orientation Variations in the Microquasar GRS 1915+105

Sulla base di osservazioni EAVN a tre epoche durante i flare radio giganti del 2025, questo articolo riporta variazioni su larga scala senza precedenti nell'orientamento del getto del microquasar GRS 1915+105, suggerendo un disco di accrezione interno deformato e precessante come causa sottostante.

Autori originali: Xi Yan, Lang Cui, Wu Jiang, Zhen Yan, Sándor Frey, Sergei Trushkin, Timur Mufakharov, Ruchika Dhaka, Shuangjing Xu

Pubblicato 2026-06-16

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CC BY 4.0

Autori originali: Xi Yan, Lang Cui, Wu Jiang, Zhen Yan, Sándor Frey, Sergei Trushkin, Timur Mufakharov, Ruchika Dhaka, Shuangjing Xu

Articolo originale sotto licenza CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Questa è una spiegazione generata dall'IA dell'articolo qui sotto. Non è stata scritta né approvata dagli autori. Per precisione tecnica, consulta l'articolo originale. Leggi il disclaimer completo

Immaginate un faro cosmico nella nostra stessa galassia, un sistema di buchi neri chiamato GRS 1915+105. Per decenni, gli astronomi hanno osservato questo oggetto emettere potenti fasci di energia (getti) come uno spruzzatore rotante. Di solito, questo spruzzatore punta in una direzione molto costante, come l'ago di una bussola che non vacilla mai.

Tuttamente, un team di astronomi che utilizza un gigantesco "telescopio virtuale" composto da antenne radio sparse nell'est dell'Asia (chiamato EAVN) ha recentemente scoperto che questo spruzzatore cosmico si sta comportando in modo molto strano.

Ecco cosa hanno scoperto, suddiviso in modo semplice:

1. Lo spruzzatore "oscillante"

Per la maggior parte della sua storia, il getto di questo buco nero è stato puntato in una direzione da Sud-Est a Nord-Ovest. Ma all'inizio del 2025, il team lo ha osservato attentamente durante un periodo di soli 37 giorni e ha visto una cosa incredibile: il getto ha iniziato a ruotare.

Lo spostamento: All'inizio della loro osservazione, il getto era puntato con un angolo acuto (118 gradi). Meno di un mese e mezzo dopo, aveva ruotato verso un angolo completamente diverso (152 gradi).
Il quadro generale: Quando hanno guardato i vecchi dati, si sono resi conto che questo non è solo un errore isolato. Dal 2023, il getto sta oscillando selvaggiamente, coprendo un intervallo enorme di angoli (da 118 a 188 gradi). È come se il fascio del faro venisse improvvisamente fatto ruotare da un bambino su una giostra, invece di rimanere fisso.

2. Il buco nero "nascosto"

Perché sta accadendo proprio ora? L'articolo suggerisce che il buco nero sia attualmente "nascosto".

L'analogia: Immaginate una lampadina luminosa (il buco nero) coperta da una fitta nebbia rotante (un disco di gas e polvere).
La causa: Il buco nero si trova in questo stato "nebbioso" dal 2018. Gli scienziati pensano che la parte interna di questo disco nebbioso sia deformata e contorta come un piatto traballante che ruota su un tavolo. Poiché il getto viene lanciato dal centro di questo piatto rotante e contorto, anche il getto stesso viene deviato, cambiando rapidamente direzione.

3. La massa "esplosiva"

C'è stato un momento specifico durante le loro osservazioni che è stato particolarmente strano.

La forma: Di solito, questi getti sembrano sottili flussi d'acqua dritti. Ma in uno dei loro scatti, il getto che arriva verso di noi sembrava che si stesse espandendo lateralmente, quasi come una massa di gelatina che si espande mentre si muove.
Il mistero: Questa "espansione laterale" non è mai stata vista in questo oggetto prima d'ora. Gli scienziati non sono sicuri esattamente del perché sia accaduto, ma suggerisce che il materiale espulso si stia comportando in modo molto diverso dal solito, forse espandendosi violentemente mentre viene scagliato fuori.

4. Perché è importante

Questa scoperta è come trovare una nuova regola della fisica in azione.

La connessione: L'articolo collega il cambiamento di direzione del getto alla contorsione del disco interno. È come vedere il manico di una trottola che oscilla e rendersi conto che è proprio l'oscillazione a far curvare la traiettoria della trottola.
Il futuro: Gli scienziati dicono che dobbiamo continuare a osservare. Proprio come osservereste una tempesta per capire come si muove, hanno bisogno di più osservazioni per confermare se questa teoria del "disco contorto" sia la vera ragione per cui il getto si sta comportando in modo così strano.

In breve: Un famoso getto cosmico, solitamente una freccia costante, è diventato improvvisamente un fascio di luce rotante, oscillante e talvolta in espansione, probabilmente perché il "motore" che lo lancia sta ruotando e contorcendo sotto uno spesso strato di nebbia cosmica.

Sintesi Tecnica: Scoperta di insolite variazioni dell'orientamento del jet nel microquasar GRS 1915+105

Definizione del problema
GRS 1915+105, un microquasar prototipico nella Via Lattea, ha storicamente esibito un orientamento stabile del jet radio lungo la direzione sud-est–nord-ovest con un angolo di posizione (PA) medio di $147^\circ \pm 8^\circ$ . Tuttavia, la sorgente è entrata in uno stato peculiare e persistente di oscuramento ai raggi X nel 2018, caratterizzato da bassi flussi di raggi X ma flare radio episodici. La letteratura recente suggerisce che questo oscuramento possa derivare da un disco di accrezione interno deformato e precessante. Sebbene studi precedenti abbiano notato cambiamenti nei parametri del jet nel 2023, l'evoluzione a breve termine dell'orientamento del jet su scale temporali di giorni durante questa fase di oscuramento rimaneva scarsamente vincolata. Questo lavoro affronta la necessità di un monitoraggio ad alta risoluzione per caratterizzare il comportamento del jet durante l'attuale periodo di attività di flare nel primo 2025.

Metodologia
Lo studio ha utilizzato l'East Asia VLBI Network (EAVN) per condurre osservazioni in tre epoche di GRS 1915+105 a 6,7 GHz tra il 18 gennaio e il 24 febbraio 2025. Queste osservazioni sono state innescate da grandi flare radio rilevati dal programma di monitoraggio RATAN-600.

Osservazioni: I dati sono stati registrati in polarizzazione circolare a mano sinistra con una larghezza di banda di 256 MHz. Le osservazioni hanno impiegato il passaggio rapido (fast switching) tra il target e il calibratore di fase ICRF J192540.8+122738 (J1925+1227) con un ciclo di $\sim$ 3 minuti.
Riduzione dei dati: La correlazione è stata eseguita presso il Korea–Japan Correlation Center (KJCC). Sono state applicate le procedure standard di calibrazione VLBI utilizzando AIPS, inclusa la calibrazione dell'ampiezza a priori, la calibrazione del bandpass e il riferimento di fase. Notevolmente, a causa di un guasto al sistema presso il KJCC che ha impedito la consegna standard delle tabelle di ricalcolo, è stato utilizzato un codice alternativo sviluppato da N. Sakai per generare i modelli geodinamici e le correzioni di ritardo.
Imaging e Modellazione: Le immagini con riferimento di fase sono state generate in DIFMAP. La struttura del jet è stata modellata tramite l'adattamento di componenti gaussiane circolari ai dati di visibilità utilizzando il task MODELFIT. L'orientamento del jet (PA) è stato derivato calcolando la linea retta di miglior adattamento attraverso le posizioni relative delle componenti del jet e del core, utilizzando la regressione lineare pesata per errore.

Contributi Chiave e Risultati

Scoperta di estreme variazioni dell'orientamento del jet: Le osservazioni hanno rivelato uno spostamento drammatico dell'angolo di posizione del jet su una scala temporale di 37 giorni.
- Epoca A (18 gen): Il jet ha esibito il PA più piccolo mai misurato per GRS 1915+105, pari a $118^\circ \pm 7^\circ$ .
- Epoca B (25 gen): Il PA è aumentato a $131^\circ \pm 6^\circ$ .
- Epoca F (24 feb): Il PA è ulteriormente aumentato a $152^\circ \pm 2^\circ$ , coerentemente con la media storica.
- Ciò rappresenta una variazione di $34^\circ$ in 37 giorni, deviando significativamente dalla media storica di $147^\circ \pm 8^\circ$ .
Contesto dell'evoluzione a lungo termine: Compilando i dati della letteratura dal 1994 al 2025, gli autori dimostrano che l'orientamento del jet è rimasto relativamente stabile fino al 2015. Tuttavia, dal 2023, il jet ha esibito variazioni significative, che spaziano da $118^\circ$ a $188^\circ$ . Le osservazioni del 2025 catturano il limite inferiore estremo di questo nuovo regime di variabilità.
Morfologia peculiare nell'Epoca F: L'immagine dell'Epoca F ha rivelato una struttura insolita in cui la componente brillante del jet in avvicinamento (F1) mostrava un'estensione verso nord-est rispetto al suo picco di intensità.
- Verifica: Test estensivi hanno confermato che questa caratteristica è reale e non un artefatto di imaging, inclusi l'auto-calibrazione con intervalli di soluzione ridotti, la divisione dei dati in metà temporali e la rimozione sequenziale delle antenne.
- Rapporto di flusso: Il rapporto di densità di flusso jet-controjet ( $R_S$ ) nell'Epoca F è stato calcolato essere $12,3 \pm 3,4$ , significativamente più alto dei valori osservati nelle epoche precedenti ( $<10$ ) e suggerisce espulsioni altamente asimmetriche.
- Interpretazione: Gli autori suggeriscono che questa morfologia indichi una diffusione laterale della blob del jet in avvicinamento, un fenomeno non precedentemente riportato per questa sorgente.

Significatività e Rivendicazioni
L'articolo sostiene che le variazioni osservate rapide e su larga scala nell'orientamento del jet, avvenute durante lo stato persistente di oscuramento ai raggi X della sorgente, forniscono una forte evidenza di un disco di accrezione interno dinamico.

Ipotesi di Precessione: Tracciando paralleli con la binaria a buco nero V404 Cygni, gli autori propongono che i cambiamenti di orientamento del jet derivino dalla precessione di un disco di accrezione "slim" deformato. Questa precessione è probabilmente guidata dal disallineamento spin-orbita.
Coerenza con i dati ai raggi X: Questa interpretazione è coerente con recenti studi spettroscopici ai raggi X (ad esempio, J. M. Miller et al. 2025) che suggeriscono che un disco interno deformato e precessante sia responsabile dell'oscuramento ai raggi X e delle linee di emissione osservate.
Eiezione insolita: Il rilevamento della diffusione laterale nella componente del jet in avvicinamento suggerisce una fluidodinamica complessa nel processo di espulsione, potenzialmente legata allo stesso meccanismo del disco precessante.

Gli autori concludono che, sebbene l'orientamento del jet si sia stabilizzato storicamente, l'attuale epoca (post-2023) rappresenta una distinta fase di instabilità. Future osservazioni multi-lunghezza d'onda sono identificate come essenziali per confermare lo scenario di precessione disco-jet e investigare l'origine della peculiare diffusione laterale.

1. Lo spruzzatore "oscillante"

2. Il buco nero "nascosto"

3. La massa "esplosiva"

4. Perché è importante

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