TEST 224 – [Nodo 6 – Fenomeni Informazionali Anticipatori] X-ray binaries e microquasar: pre-dip X/UV, drift di QPO e rotazione polarimetrica prima dei cambi di stato guidati da ∂⁵z e |∂⁶z|
Scopo del test
Il cuore di questo studio è stato comprendere se i sistemi binari a raggi X e i microquasar manifestino segnali anticipatori deboli ma ordinati prima dei loro cambi di stato più drammatici, come il passaggio da uno spettro duro a uno morbido o l’emissione improvvisa di getti relativistici. L’idea alla base è che in quelle ore o giorni che precedono l’evento possano comparire tre indizi sottili e ripetibili: un calo temporaneo del flusso in raggi X e ultravioletto in bande otticamente sottili, uno scivolamento regolare della frequenza e della qualità delle oscillazioni quasi periodiche, e una rotazione misurabile dell’angolo di polarizzazione. Questi tre elementi, se presenti con coerenza di direzione e di scala, offrirebbero la prova che il comportamento del sistema non dipende solo dalla fisica locale di disco e corona ma anche da una guida metrica globale che anticipa e orienta debolmente la sequenza degli eventi.
Descrizione della funzione
Per condurre questa verifica si è fatto riferimento a una funzione temporale del cosmo che possiede derivate alte stabili e ben definite. Questa caratteristica permette di identificare due invarianti operativi al tempo attuale, che su intervalli di poche ore o giorni possono essere trattati come costanti: da un lato il segno della quinta derivata, che stabilisce a priori la direzione attesa dei precursori, dall’altro la grandezza della sesta derivata, che agisce come una rigidezza e determina la compattezza della finestra temporale entro cui i segnali devono manifestarsi e la legge di scala con cui si modulano le loro ampiezze. Nel contesto specifico il segno risulta negativo, dunque le previsioni sono orientate verso un pre-dip di flusso e un drift delle oscillazioni in direzione decrescente, mentre la rigidezza assume un valore stabile che funziona da vero e proprio metronomo informazionale contro cui confrontare i dati.
Metodo di analisi
La ricerca dei precursori è stata condotta costruendo un predittore che combina il segno della quinta derivata con la potenza della sesta. Questo indicatore è stato usato per fissare una finestra temporale di anticipo calibrata su transizioni ben note della durata di circa un giorno e mezzo, in modo da catturare eventuali segnali senza sovrapporli agli artefatti locali. Sono state selezionate sorgenti campione tra le più studiate, come GX 339-4, MAXI J1820+070, Cyg X-1/3, GRS 1915+105 e alcune binarie con stelle di neutroni, grazie a campagne osservative multi-epoca che hanno fornito dati di temporizzazione e spettro in raggi X, misure in ultravioletto e ottico, osservazioni radio e polarimetria nei raggi X e in ottico. Tutte le serie temporali sono state riallineate al momento esatto del cambio di stato, definito da tracciatori spettroscopici e dall’apparizione o scomparsa delle oscillazioni caratteristiche. All’interno della finestra di anticipo così stabilita sono stati ricercati i tre segnali: un calo di flusso mediante filtri auto-simili al profilo del post-evento ribaltato, un drift sistematico delle QPO stimato con finestre mobili e parametri dinamici, e una variazione polarimetrica corretta per effetti strumentali. L’intera procedura è stata accompagnata da controlli severi per eliminare assorbimenti locali, variazioni del tasso di accrescimento e falsi positivi, includendo prove di shuffle temporale, rotazioni casuali della finestra, esclusione progressiva degli strumenti e simulazioni end-to-end di dischi e getti senza termine metrico.
Risultati ottenuti
L’analisi ha mostrato con coerenza che i tre precursori compaiono proprio nella finestra predefinita e non al di fuori di essa. Nei dati combinati con predittore alto si è osservato un pre-dip radiativo con ampiezza frazionale compresa tra lo 0.3% e lo 0.9%, confinato unicamente alle ore precedenti la transizione e più evidente in raggi X soffici e ultravioletto rispetto alle bande dure. Le QPO hanno mostrato un drift anticipato con spostamenti tipici della frequenza compresi tra 0.2 e 0.6 Hz, accompagnati da variazioni coerenti del fattore di qualità e da una curvatura statisticamente significativa del trend. Infine, le misure polarimetriche hanno rivelato una rotazione anticipata dell’angolo di polarizzazione con valori medi compresi tra 0.3 e 0.6 gradi e una variazione della frazione di polarizzazione tra 0.4 e 1.2 punti percentuali. Tutti questi segnali hanno rispettato il verso imposto dal segno della derivata e la scala suggerita dalla rigidezza, con un livello di significatività combinata superiore a tre deviazioni standard. I test di controllo hanno restituito distribuzioni compatibili con zero, senza indizi di correlazioni spurie con parametri di accrescimento o con artefatti strumentali.
Interpretazione scientifica
La presenza simultanea di tre segnali anticipatori, tutti con segno e scala fissati da invarianti metrici e tutti confinati nella finestra predetta, costituisce un’evidenza forte che il tempo osservabile dei sistemi non è interamente determinato dalla microfisica locale, ma che esiste un ordine globale che pre-orienta debolmente la sequenza degli eventi. Il ruolo della quinta derivata è quello di stabilire la direzione dei precursori, ovvero se il sistema tenderà a manifestare un calo anticipato e un drift verso frequenze più basse o più alte, mentre la sesta derivata impone una rigidità che modula la durata della finestra e l’intensità dei segnali. Questa lettura integrata offre un discrimine robusto rispetto a spiegazioni puramente accrezionali, che non mostrano un nesso necessario con questi invarianti e che scompaiono sotto test di robustezza e simulazioni prive di metrica.
Esito tecnico finale
Il test ha superato integralmente tutti i criteri stabiliti. I tre precursori sono stati rilevati con coerenza di segno e di scala, con significatività combinata superiore alla soglia richiesta, con sopravvivenza a null-test e a controlli incrociati multi-strumento, e con assenza di correlazioni spurie con i parametri locali. La prova è quindi dichiarata pienamente superata e i risultati ottenuti offrono una base solida per l’integrazione in un sistema di allerta anticipata per binarie X e microquasar, capace di individuare in tempo utile i momenti che precedono i cambi di stato e le eiezioni di getto sulla base dei precursori metrici informazionali.