Fusioni galattiche rivelano coppie di buchi neri supermassicci

Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature” descrive la scoperta di cinque coppie di buchi neri supermassicci in galassie nelle fasi finali di fusioni galattiche. Un team di ricercatori coordinato dall’Università del Maryland ha utilizzato dati raccolti all’Osservatorio Keck alle Hawaii e in oltre vent’anni dal telescopio spaziale Hubbble per scoprire questi casi tra centinaia di galassie selezionate tra quelle con forti emissioni di raggi X rilevate dal telescopio spaziale Swift.

Una fusione galattica rappresenta un’occasione di crescita per i buchi neri supermassicci ospitati dalle galassie che si fondono grazie alla quantità di gas e polveri che vengono mossi e che a volte vengono instradati dalla forza di gravità verso i loro nuclei. Quando questi materiali si avvicinano all’orizzonte degli eventi dei buchi neri possono scaldarsi al punto di emettere raggi X che possono tradirne la presenza.

La ricerca di coppie di buchi neri supermassicci è complessa e nell’ottobre 2017 la pubblicazione di due articoli, uno sulla rivista “The Astrophysical Journal” e uno sulla rivista “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” (MRAS), riportava la scoperta di 5 possibili coppie anche in questo caso cercando tra molte galassie. Ora un team coordinato dall’Università del Maryland e guidato dal suo ex alunno Michael Koss ha scoperto altre 5 coppie che secondo i ricercatori costituiscono un risultato molto chiaro, senza dubbi.

L’immagine (NASA, ESA, and M. Koss (Eureka Scientific, Inc.); Hubble image: NASA, ESA, and M. Koss (Eureka Scientific, Inc.); Keck images: W. M. Keck Observatory and M. Koss (Eureka Scientific, Inc.); Pan-STARRS images: Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System and M. Koss (Eureka Scientific, Inc.)) mostra le 5 coppie. In alto c’è NGC 6240, a circa 330 milioni di anni luce dalla Terra, a destra tutta la galassia e a sinistra un particolare del doppio nucleo visto agli infrarossi. Sotto di essa c’è una composizione analoga delle altre coppie scoperte.

La galassia NGC 6240 è stata studiata qualche tempo fa anche da un altro team che si è concentrato sulle sue formazioni simili alle ali di una farfalla concludendo che tra le forze che le hanno generate c’è proprio una coppia di buchi neri supermassicci. Noi vediamo i nuclei delle due galassie originali separati da circa 3.000 anni luce, quasi un abbraccio in termini cosmici. Secondo il team di Michael Koss, probabilmente si fonderanno entro i prossimi 10 milioni di anni.

Nonostante le emissioni provenienti da queste galassie in fase di fusioni, può essere difficile rilevare i segni di coppie di buchi neri supermassicci perché notevoli quantità di gas e polveri attratte da essi possono anche bloccare moltissime lunghezze d’onda elettromagnetiche. I ricercatori devono cercare le emissioni che passano attraverso quei materiali per sperare di scoprirli e la cosa positiva è che non c’è fretta perché quelle fusioni vanno avanti per molti milioni di anni prima che anche i buchi neri supermassicci si fondano.

Queste difficoltà rendono difficile trarre conclusioni riguardo alla quantità di questi eventi e alla loro influenza sulle galassie e sui buchi neri supermassicci coinvolti. La conseguenza è che ci sono discussioni su quest’argomento con la speranza di poter raccogliere più informazioni in futuro con il lancio del telescopio spaziale James Webb, ora previsto per il 2021. In caso di fusioni di buchi neri supermassicci, potrà essere un ottimo oggetto di studio anche grazie all’astronomia multimessaggera che include la nuova branca basata sulle onde gravitazionali.

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