Una svolta nel decifrare la nascita di buchi neri supermassicci

Gli scienziati non sono sicuri se i buchi neri supermassicci si siano formati presto in condizioni estreme

dopo il big bang, in un processo chiamato collasso diretto. Oppure sono sorti molto più tardi, dai buchi neri “iniziali” apparsi a seguito della morte di stelle massicce.

  • Se la prima opzione fosse corretta,I buchi neri supermassicci nascerebbero con masse estremamente grandi – centinaia di migliaia o milioni di volte più massicce del nostro Sole – e avrebbero una dimensione minima fissa.
  • Se la seconda apparizione fosse corretta,allora i buchi neri supermassicci inizierebbero relativamente piccoli. La loro massa era in questo caso circa 100 volte quella del nostro Sole, e cominciò a crescere nel tempo, nutrendosi delle stelle e delle nubi di gas situate intorno a loro.

Gli astronomi hanno cercato a lungo di trovare i più piccoli buchi neri supermassicci. Sono gli anelli mancanti necessari per decifrare il problema dell'origine di SMBH.

In uno studio pubblicato oggi, il teamguidato da Cardiff, annunciò di aver scoperto una delle particelle SMBH più piccole mai osservate al centro di una galassia vicina, che peserebbe un milione di volte meno della massa del Sole. Questo buco nero supermassiccio si trova nella galassia NGC 404 - "Ghost of Mirach". Ha ricevuto questo nome a causa della sua vicinanza ad una stella molto luminosa chiamata Mirach, che proietta la sua ombra sulla galassia.

I risultati sono stati ottenuti utilizzando un nuovotecniche che utilizzano una serie di radiotelescopi situati nel deserto cileno di Atacama. Colui che osserva la radiazione elettromagnetica con lunghezze d'onda millimetriche e submillimetriche e si chiama ALMA. È usato per studiare la luce da alcuni degli oggetti più freddi dell'universo.

"Sulla sinistra c'è un'immagine composita a coloriTelescopio Spaziale Hubble al centro del "Fantasma di Mirach". A destra è mostrata una nuova immagine ALMA della stessa regione, che mostra in dettaglio la distribuzione del gas freddo e denso che vortica attorno al centro di questo oggetto. Credito: Università di Cardiff.

Il buco nero supermassiccio nella galassia nel Fantasma di Mirach ha una massa compresa nell'intervallo previsto dai modelli di collasso diretto, dicono gli scienziati.

I ricercatori hanno anche notato che al momento questoil buco nero è attivo e ingoia gas. Ciò significa che alcuni dei modelli di collasso definitivo più estremi che producono solo SMBH molto massicci potrebbero non essere veri.

Questo di per sé non è sufficientedeterminare infine la differenza tra il quadro “originale” e il “crollo totale”. Innanzitutto, dobbiamo analizzare tutte le statistiche. Ma questo è un enorme passo nella giusta direzione.

Il dottor Tim Davies della Scuola di Fisica e Astronomia dell'Università di Cardiff

I buchi neri sono oggetti che sono collassati sotto l'influenza della gravità, lasciando dietro di sé regioni di spazio piccole ma incredibilmente dense da cui nulla può sfuggire, nemmeno la luce.

Un buco nero supermassiccio è il tipo più grande di buco nero e può essere centinaia di migliaia, se non miliardi, più della massa del Sole.

Si ritiene che quasi tutte le grandi galassie, come la Via Lattea, contengano un tale buco nero situato al centro.

Sono stati scoperti anche buchi neri supermassicciin galassie molto lontane, come apparvero solo poche centinaia di milioni di anni dopo il big bang. Ciò suggerisce che almeno alcuni di essi potrebbero diventare massicci in un tempo molto breve, il che è difficile da spiegare in accordo con i modelli di formazione ed evoluzione delle galassie.

Tutti i buchi neri crescono man mano che consumanonubi di gas e distruggono stelle che rischiano di essere troppo vicine a loro, ma alcune di loro hanno vite più attive di altre. Pertanto, la ricerca del più piccolo di loro nelle galassie vicine potrebbe aiutare gli scienziati a capire come appaiono i buchi neri supermassicci.

Nella loro ricerca, un team internazionalehanno utilizzato metodi completamente nuovi per avvicinarsi al cuore di una piccola galassia vicina chiamata NGC404 come mai prima d'ora, consentendo loro di osservare le nuvole di gas vorticose che circondavano il buco nero supermassiccio al suo centro.

Il telescopio ALMA ha permesso al team di vedere le nuvole di gas nel cuore della galassia, rendendolo una delle mappe a più alta risoluzione mai realizzate.

La capacità di osservare questa galassia con talel'alta risoluzione ha permesso al team di superare decenni di risultati contrastanti e di scoprire la vera natura dei buchi neri supermassicci al centro della galassia.

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