Individuata una possibile coppia di buchi neri supermassicci primordiali

Illustrazione di MG B2016+112
Un articolo pubblicato sulla rivista “The Astrophysical Journal” riporta uno studio su una doppia sorgente di raggi X nell’universo primordiale catalogata come MG B2016+112 che potrebbe essere composta da due buchi neri supermassicci la cui immagine è distorta da una lente gravitazionale. Cristiana Spingola dell’Istituto di radioastronomia dell’INAF (Istituto nazionale di astrofisica) di Bologna e i colleghi Daniel Schwartz e Anna Barnacka sono partiti da una rilevazione ottenuta dall’Osservatorio spaziale per i raggi X Chandra della NASA per esaminare il doppio oggetto osservato. Si tratta di una situazione inedita perché dalla Terra lo vediamo com’era quando l’universo aveva circa due miliardi di anni con le due componenti separate da soli 650 anni luce. Allo stato attuale, non si può escludere che si tratti di un unico buco nero supermassiccio e di uno dei suoi getti di materiali la cui immagine è stata fortemente distorta dalla lente gravitazionale.

La storia di quello che è stato interpretato come un doppio nucleo galattico attivo catalogato come MG B2016+112 inizia il 12 aprile 2000, quando l’Osservatorio spaziale per i raggi X Chandra rilevò 24 fotoni nel corso di poco più di due ore di osservazione. Essi raggiunsero Chandra dopo un percorso non proprio tranquillo nel senso che sulla loro strada c’era una galassia la cui forza di gravità li ha deviati.

La rilevazione di Chandra è rimasta in archivio ma nuove osservazioni della stessa area sono state condotte il 25 febbraio 2002 e il 2 luglio 2016 con la rete di radiotelescopi VLBA (Very Long Baseline Array), che ha raccolto le emissioni radio della sorgente MG B2016+112. Anche in questo caso si tratta di emissioni distorte dalla lente gravitazionale.

Grazie a queste osservazioni, in un articolo pubblicato nel settembre 2019 sulla rivista “Astronomy & Astrophysics” un team guidato da Cristiana Spingola ipotizzava che MG B2016+112 fosse un sistema con due buchi neri supermassicci. L’esame delle varie rilevazioni di raggi X e onde radio è continuata assieme a Daniel Schwartz e Anna Barnacka e la conclusione è una conferma che la fonte è sempre la stessa in tutte le osservazioni.

Non si tratta di un risultato scontato a causa dei limiti delle rilevazioni di raggi X e della distorsione causata dalla lente gravitazionale. L’immagine (Illustration: NASA/CXC/M. Weiss; X-ray (inset): NASA/CXC/SAO/D. Schwartz et al.) mostra la rilevazione di Chandra, che nell’illustrazione del loro percorso indica come l’immagine di una delle componenti di MG B2016+112 sia stata duplicata dall’azione gravitazionale di una galassia.

L’analisi dei dati mostra una situazione coerente con due buchi neri supermassicci distanti quasi 12 miliardi di anni luce dalla Terra. Ciò significa che sono nell’universo primordiale dato che li vediamo dalla Terra com’erano quando l’universo aveva circa due miliardi di anni. Si tratta della prima rilevazione di raggi X da oggetti a una tale distanza che allo stesso tempo sono così vicini dato che sono separati da circa 650 anni luce.

Non è possibile escludere completamente la possibilità che MG B2016+112 sia composto da un solo buco nero supermassiccio e da un getto di materiali emesso da esso. Tuttavia, l’analisi delle caratteristiche di questa sorgente rende questa possibilità davvero improbabile.

Nuove osservazioni con l’Osservatorio spaziale Chandra di una durata molto superiore a quelle del 2000 potrebbero portare rilevazioni migliori utili a ottenere certezze sulla natura di MG B2016+112 e sulle sue caratteristiche. Rilevazioni di qualità migliore in altre bande dello spettro elettromagnetico potrebbero richiedere strumenti di nuova generazione.

Risolvere una volta per tutte il mistero scientifico di MG B2016+112 avrebbe alcune ramificazioni collegate a varie ricerche cosmologiche oltre ai progressi nello sfruttamento di lenti gravitazionali per l’osservazione di oggetti lontanissimi. Ci sono parecchie ricerche sui buchi neri supermassicci primordiali che cercano di capire come si siano formati in tempi relativamente rapidi. Se venisse accertato che i buchi neri supermassicci sono due, la loro vicinanza potrebbe produrre onde gravitazionali che potrebbero essere rilevate da strumenti di nuova generazione ora in fase di progettazione. Insomma, gli studi di quest’oggetto continueranno e potrebbero offrire altri risultati interessanti.

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