Un articolo pubblicato sulla rivista “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” descrive gli effetti che una fusione tra due galassie può avere su un buco nero supermassiccio al centro di una galassia coinvolta in quel processo. Un team di ricercatori guidati da Claudio Ricci ha usato in particolare il telescopio spaziale NuSTAR della NASA per studiare come negli ultimi stadi della fusione galattica molti gas e polveri ricadano verso un buco nero avvolgendolo e generando un nucleo galattico attivo.

Quando due galassie si fondono, le combinazioni di forze gravitazionali coinvolte provocano varie perturbazioni al loro interno. Nelle fasi finali di questo processo, una delle conseguenze è che gli effetti gravitazionali combinati rallentano la velocità di rotazione dei dischi di polveri e gas che circondano i buchi neri al centro delle galassie coinvolte. La conseguenza è che l’equilibrio esistente viene rotto e questi materiali e cominciano a ricadere verso questi buchi neri, avvolgendoli in sfere e provocandone una rapida crescita.

L’enorme energia generata dal riscaldamento di polveri e gas che cadono verso un buco nero supermassiccio causa l’emissioni di fortissime radiazioni elettromagnetiche dando origine a quello che viene chiamato in gergo nucleo galattico attivo. Nonostante i livelli di energia, le emissioni possono essere oscurate dalla quantità di polveri e gas perciò il telescopio NuSTAR è risultato ideale per questa ricerca dato che può rilevare i raggi X ad alta energia che riescono a passare attraverso quello spesso involucro.

Il telescopio spaziale NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array), lanciato nel giugno 2012, è stato progettato proprio per rilevare raggi X ad alta energia. In questa ricerca, ciò è stato fondamentale per stabilire quanta luce sfugga all’involucro di polveri e gas che circonda i nuclei galattici attivi di 52 galassie. Queste osservazioni sono state confrontate con quelle effettuate con i telescopio spaziali Swift e Chandra della NASA e XMM-Newton dell’ESA, che sono in grado di rilevare raggi X a energie meno elevate.

Il risultato è che in alcuni casi raggi X ad alta energia sono stati rilevati osservando una galassia ma non raggi X a energie inferiori. Si tratta di un segno che quel nucleo galattico attivo è fortemente oscurato da polveri e gas che lo avvolgono. Le galassie osservate sono in diverse fasi di fusioni e le rilevazioni indicano che il periodo di maggiore attività dei buchi neri supermassicci corrisponde con le ultime fasi, quando è maggiormente avvolto da polveri e gas.

L’immagine illustra la differenza tra la crescita di un buco nero supermassiccio in una situazione normale, per quanto il termine “normale” possa avere senso parlando di buchi neri, e la crescita verso la fine di una fusione galattica. Normalmente un buco nero supermassiccio è circondato da un anello di polveri e gas che cadono lentamente dentro di esso. In una galassia coinvolta in una fusione, polveri e gas formano una sfera attorno al buco nero oscurandolo.

L’attività di un buco nero supermassiccio ha una notevole influenza sulla galassia che lo ospita ma durante una fusione galattica le influenze sono reciproche. Questo tipo di ricerche può fornire altre informazioni sul rapporto tra galassie e buchi neri supermassicci. Nel lontano futuro la Via Lattea e Andromeda cominceranno a fondersi perciò anche i loro buchi neri supermassicci probabilmente attraverseranno un periodo come nuclei galattici attivi.