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lunedì, Feb 20

Buchi neri: Hubble ne ha catturato uno supermassiccio in fuga



Da Wired.it :

Da quando furono teorizzati come conseguenza della Relatività Generale oltre un secolo fa, i buchi neri non hanno mai smesso di stupire. Del resto sono oggetti veramente strani: cadaveri stellari così compatti da innescare una deformazione tremenda dello spazio-tempo, così intensa da intrappolare persino la luce. Proprio per questo, non è possibile vederli direttamente – non emettono luce – ma è possibile trovarne le tracce più disparate. Dalle lenti gravitazionali in cui la luce di stelle e galassie lontane passa attraverso la loro deformazione, fino ad arrivare ai luminosi dischi di accrescimento che gli orbitano attorno, ad oggi immortalati in soli due casi dall’Event Horizon Telescope per la Via Lattea e per la galassia M87.

Il disco di accrescimento del buco nero della galassia M87, nell’immagine pubblicata nel 2019 dalla collaborazione internazionale Event Horizon Telescope. Credits: EHT

Handout/Getty Images

Lo studio

Un gruppo di ricercatori della Yale University sta per pubblicare un nuovo studio che punta il dito verso un tipo di traccia indiretta mai osservata finora. Lo studio, accettato sulla rivista specialistica The Astrophysical Journal Letters, prima di essere pubblicato deve passare attraverso la fase di revisione tra pari (anche se è già consultabile sull’archivio di pre-print arXiv), pertanto potrebbe subire variazioni prima di essere definitivamente pubblicato. Per ora, la storia che questo studio ci racconta non è quella di un buco nero qualsiasi, ma quella di un buco nero supermassiccio che sta sfuggendo alla gravità della galassia che lo ospita. La scoperta sarebbe avvenuta per caso, mentre i ricercatori utilizzavano i dati di Hubble Space Telescope per studiare la galassia nana Rcp 28. Nello stesso campo di cielo di Rcp 28, c’era una galassia irregolare con un elemento che ha attirato la loro attenzione: una scia luminosa che puntava verso il centro della galassia, come una traccia lasciata da qualcosa di passaggio. I ricercatori hanno allora utilizzato l’osservatorio Keck sito alle Hawai’i per approfondire la questione. La scia, ricca di energetiche stelle neonate, è risultata lunga 200mila anni luce che collegano il centro della galassia allo spazio intergalattico.

La galassia irregolare osservata dal gruppo di ricercatori della Yale University. Credits: van Dokkum et al., arXiv, 2023

La dinamica

La storia sarebbe andata così. Il buco nero avrebbe lasciato l’ospite circa 39 milioni di anni prima di quando la luce della galassia è partita per venirci incontro (circa 7 miliardi e mezzo di anni fa), ossia stiamo vedendo le sue tracce lasciate impresse nella galassia nell’arco di 39 milioni di anni. Muovendosi alla paurosa velocità di 1600 chilometri al secondo, il buco nero avrebbe infatti innescato una serie di onde d’urto nel mezzo intergalattico, quell’insieme di gas e polveri che si trovano sparse ovunque nello spazio al di fuori delle galassie. Queste avrebbero portato il materiale, generalmente molto rarefatto, a comprimersi e accumularsi in alcune zone preferenziali, innescando la formazione di nuove stelle.

Spesso le galassie emettono dei getti luminosi dal loro nucleo, e non è escluso che questi getti possano innescare fenomeni di accumulo di materiale intergalattico simili a quello osservato. Tuttavia i ricercatori hanno studiato a fondo la scia, la quale mostra caratteristiche diverse da quelle che ci si aspetterebbe nel caso di un getto relativistico, come viene chiamato. Non è comunque un’ipotesi che il team si sente di escludere completamente, per quanto la fuga di un buco nero supermassiccio resti quella più probabile, in questo caso.

L’importanza della scoperta

Il fatto che il buco nero possa essere espulso dalla galassia in cui si trova non è qualcosa di inaspettato e sarebbe il risultato dell’interazione gravitazionale tra più buchi neri. Del resto sappiamo che anche a scale più piccole, per esempio nei sistemi planetari, alcuni oggetti possono essere espulsi tramite interazione gravitazionale (come nel caso degli oggetti interstellari come la cometa Borisov e ‘Oumuamua), aumentando la massa degli oggetti in esame non c’è motivo per cui non debbano avvenire fenomeni simili. L’espulsione di buchi neri è stata osservata in altri casi, ma in ognuno di essi si trattava di buchi neri attivi, ossia circondati da dischi di accrescimento che, cadendo per attrito nel buco nero, rilasciano calore e luce. Il buco nero in questione, invece, è inattivo, ossia non ha questo tipo di emissione. Si tratta degli oggetti più elusivi, perché non emettono luce in nessuna forma e sono pertanto invisibili. Avere un modo per osservarne il passaggio è pertanto qualcosa di preziosissimo nello studio degli oggetti più estremi del nostro Universo.



[Fonte Wired.it]