Un’indigestione per il buco nero supermassiccio al centro della galassia NGC 5195

NGC 5194 ed NGC 5195
NGC 5194 ed NGC 5195

Un articolo sottoposto per la pubblicazione sulla rivista “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” descrive una ricerca sul buco nero supermassiccio al centro della galassia NGC 5195, che sta subendo una sorta di indigestione. Usando dati raccolti con vari telescopi, un team di astronomi dell’Università di Manchester ha scoperto che quel buco nero provoca eventi caotici nella sua galassia. Tra le cause c’è l’interazione con una galassia molto più grande chiamata NGC 5194 o Galassia Vortice.

La coppia di galassie formata dalla galassia nana NGC 5195 e dalla galassia a spirale NGC 5194 sta interagendo in una fase iniziale di una fusione galattica, anche se la notevole differenza di dimensioni tra le due galassie probabilmente rende più appropriato dire che NGC 5194 divorerà la compagna più piccola. Il processo è estremamente lento e da chissà quanto tempo NGC 5195 finisce periodicamente in uno dei bracci della spirale della compagna più grande. Ci vorranno vari miliardi di anni prima che si formi un’unica galassia ma ci sono effetti dell’interazione già ben visibili.

Quando NGC 5195 finisce nel braccio della compagna, molti gas e polveri vengono attratti dal buco nero supermassiccio al centro della galassia nana. Nonostante le dimensioni relativamente piccole di questa galassia, la massa di questo buco nero è stata stimata attorno ai 19 milioni di masse solari, davvero enorme se si considera che quello al centro della Via Lattea, più grande di NGC 5195 ed NGC 5194 messe assieme, ha una massa stimata a poco più di 4 milioni di masse solari.

Il flusso di materiali verso il buco nero supermassiccio al centro della galassia nana NGC 5195 finisce nel disco di accrescimento che orbita attorno ad esso. Questo disco cresce fino al punto in cui l’equilibrio al suo interno viene rotto e il buco nero non riesce più a ingoiare quei materiali in modo efficiente. La conseguenza è che molti materiali vengono espulsi ad altissima velocità nello spazio interstellare.

Lo scorso anno, l’osservatorio spaziali per i raggi X Chandra della NASA aveva rilevato archi di emissioni di raggi X che sembravano il risultato di quell’evento violento, che rapresentava una sorta di indigestione da parte del buco nero supermassiccio. Ora quell’area è stata studiata anche con il radiotelescopio e-MERLIN, l’ultima evoluzione di Multi-Element Radio Linked Interferometer Network, un array di antenne sparse per l’Inghilterra.

Il radiotelescopio e-MERLIN è gestito proprio dall’Osservatorio Jodrell Bank presso l’Università di Manchester i cui astronomi hanno compiuto questa ricerca. Le rilevazioni radio sono state messe assieme a quelle di Chandra ma anche ad altre effettuate nel corso degli anni con il radiotelescopio VLA e il telescopio spaziale Hubble.

Nell’immagine, la parte sinistra (cortesia Jon Christensen) mostra NGC 5194 ed NGC 5195. La parte destra mostra un’immagine a falsi colori di NGC 5195 (cortesia NRAO / AUI / NSF / NASA / CXC / NASA / ESA / STScI / U. Manchester / Rampadarath et al.) ottenute combinando le osservazioni di VLA (in rosso), dell’osservatorio spaziale Chandra (in verde) e del telescopio spaziale Hubble (in blu). Nel riquadro sono mostrate mappe create da osservazioni di e-MERLIN (cortesia e-MERLIN / U. Manchester / Rampadarath et al.) del nucleo di NGC 5195.

Mettendo assieme tutte le osservazioni, i ricercatori hanno ricostruito ciò che succede. l’espulsione di materiali da parte del buco nero supermassiccio provoca un’onda d’urto che riscalda il mezzo interstellare provocando l’emissione di raggi X e togliendo elettroni all’idrogeno neutro. Gli archi osservati da Chandra e Hubble sono creati da una bolla di questi materiali.

Questi archi hanno un’età stimata tra uno e due milioni di anni perciò siamo fortunati a poterli osservare. Essi mostrano le conseguenze di ciò che è successo attorno al buco nero supermassiccio, un esempio di quale influenza possa avere in una vasta area. Nel 2013 lo studio di varie osservazioni del buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea avevano mostrato gli effetti di un pasto decisamente meno eccezionale. Quello avvenuto in NGC 5195 mostra che tipo di conseguenze possa avere l’attività di un buco nero supermassiccio in casi straordinari.

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