Individuate cinque possibili coppie di buchi neri supermassicci

Una delle possibili coppie di buchi neri supermassicci
Due delle possibili coppie di buchi neri supermassicci

Due articoli, uno recentemente accettato per la pubblicazione sulla rivista “The Astrophysical Journal” e uno pubblicato sulla rivista “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” (MRAS), descrivono altrettante ricerche su coppie di buchi neri supermassicci. In totale, cinque candidati potrebbero costituire altrettante coppie di buchi neri con masse milioni di volte quella del Sole al centro di galassie. In un momento in cui le ricerche sulle onde gravitazionali hanno ottenuto risultati storici, fonti molto potenti potrebbero essere molto utili per nuovi studi.

Shobita Satyapal della George Mason University di Fairfax, in Virginia, prima autrice dell’articolo accettato per la pubblicazione su “The Astrophysical Journal” e tra gli autori di quello pubblicato su MRAS, ci ricorda che gli astronomi hanno scoperto buchi neri supermassicci dappertutto nell’universo. Invece, coppie sono difficili da trovare e secondo gli autori di una ricerca pubblicata sulla rivista “Nature” nel settembre 2015 sono rare.

Finora pochissime coppie di buchi neri supermassicci in fase di crescita sono state confermate, scoperte grazie a studi effettuati nei raggi X basati su rilevazioni fortunate. Per effettuare una ricerca sistematica, questa volta è stato necessario esaminare dati raccolti da telescopi che lavorano a diverse lunghezze d’onda elettromagnetiche.

Usando dati alle lunghezze d’onda ottiche della Sloan Digital Sky Survey (SDSS), i ricercatori hanno identificato galassie dove era in atto una fusione. Da quel gruppo, hanno selezionato oggetti in cui la separazione tra i due centri galattici era inferiore a 30.000 anni luce e i dati agli infrarossi rilevati dal telescopio spaziale WISE della NASA corrispondevano a quelli predetti per un buco nero supermassiccio in fase di crescita rapida.

In questo modo sono state trovate sette galassie in fase di fusione che contengono almeno un buco nero supermassiccio. I raggi X costituiscono una sorta di marchio per quelli in fase di crescita perciò quelle galassie sono state osservate con il telescopio spaziale Chandra, che lavora a quelle frequenze. Coppie di sorgenti di raggi X relativamente vicine tra loro sono state individuate in cinque di quelle galassie, forti indizi della presenza di coppie di buchi neri supermassicci in fase di crescita.

La ricerca pubblicata su MRAS, di cui Sara Ellison è la prima autrice, ha utilizzato anche dati dall’indagine Mapping Nearby Galaxies at Apache Point Observatory (MaNGA) per individuare una delle coppie di buchi neri supermassicci. Uno dei due membri della coppia ha la maggior luminosità ai raggi X osservata finora in un buco nero da Chandra.

Sara Ellison ha dichiarato che usare le osservazioni agli infrarossi per selezionare gli oggetti da osservare successivamente ai raggi X è un modo molto efficace per scoprire coppie di buchi neri. Le radiazioni a quelle frequenze possono passare attraverso le nubi di gas e polveri che circondano quelle coppie di buchi neri e Chandra permette di separarli.

L’immagine in alto mostra due delle possibili coppie di buchi neri supermassicci identificate grazie alla combinazione di dati ottenuti da vari telescopi a diverse frequenze elettromagnetiche (X-ray (J122104): NASA/CXC/George Mason Univ./S.Satyapal et al.; X-ray (J140737): NASA/CXC/Univ. of Victoria/S.Ellison et al.; Optical: SDSS; Illustration: NASA/CXC/A.Hobart).

L’astronomia basata sulle onde gravitazionali nata con i recenti successi della collaborazione LIGO/VIRGO può trarre grandi vantaggi da questo tipo di scoperte. Finora quelle onde sono state rilevate da buchi neri normali ma una fusione di buchi neri supermassicci produrrebbe effetti molto maggiori. Se una coppia di quel tipo fosse vicina alla fusione dal punto di vista della Terra le rilevazioni potrebbero essere spettacolari.

Illustrazione di coppia di buchi neri supermassicci (Immagine NASA/CXC/A.Hobart)
Illustrazione di coppia di buchi neri supermassicci (Immagine NASA/CXC/A.Hobart)

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