Un articolo pubblicato sulla rivista “The Astrophysical Journal” riporta la scoperta di 28 buchi neri supermassicci fortemente oscurati. Un team guidato da Erini Lambrides della Johns Hopkins University ha combinato oltre 80 giorni di osservazioni del telescopio spaziale Chandra della NASA nell’indagine conosciuta come Chandra Deep Field-South (CDF-S) con quelle di altri telescopi che includono i telescopi spaziali Hubble e Spitzer per identificare nuclei galattici attivi le cui emissioni a moltissime lunghezze d’onda erano bloccate dall’enorme bozzolo di materiali che li circonda. I buchi neri supermassicci fortemente oscurati sono tra i più ricercati perché capire i loro meccanismi di crescita aiuta a capire l’evoluzione di questi oggetti estremi che possono avere masse anche miliardi di volte quella del Sole.
I meccanismi di origine dei buchi neri supermassicci sono ancora in fase di studio e buona parte dei modelli teorici dev’essere ancora verificata con dati derivanti da osservazioni e misurazioni. Secondo uno di questi modelli, c’è una fase di crescita in cui essi divorano un enorme bozzolo di polveri a gas che li avvolge. Quando questi materiali si avvicinano ai buchi neri, vengono scaldati dalla loro potentissima forza di gravità al punto da generare fortissime emissioni elettromagnetiche in quelli che vengono chiamati nuclei galattici attivi.
I quasar, un comune tipo di nucleo galattico attivo, sono gli oggetti più luminosi dell’universo, al punto che anche quelli esistiti quando l’universo era giovane sono visibili a miliardi di anni luce di distanza. In certi casi però i nuclei galattici attivi sono avvolti da una tale quantità di materiali da bloccare quasi tutte le emissioni elettromagnetiche e per questo gli astronomi li chiamano buchi neri supermassicci fortemente oscurati. L’immagine in basso (NASA/CXC/M.Weiss) mostra una rappresentazione artistica del bozzolo che circonda e oscura un buco nero supermassiccio, mostrato nella metà inferiore dove il bozzolo è tagliato.
L’indagine CDF-S ha permesso la creazione dell’immagine di una parte del cielo a raggi X più profonda di sempre. I buchi neri supermassicci emettono raggi X quando divorano materiali e i nuclei galattici attivi emettono grandi quantità di raggi X. Il problema è che un nucleo galattico attivo può non essere riconosciuto quando i raggi X vengono in gran parte filtrati da un grosso bozzolo di polveri e gas. Per trovare casi di errata identificazione, il team di Erini Lambrides ha usato anche altre osservazioni perché anche altre emissioni, in particolare quelle infrarosse e radio, possono passare almeno in parte attraverso un grosso bozzolo aiutando a identificare la loro fonte.
In passato, 67 buchi neri supermassicci fortemente oscurati erano stati scoperti a oltre 5 miliardi di anni luce di distanza analizzando le loro emissioni di raggi X e di infrarossi nella CDF-S. In questa nuova ricerca, il team di Erini Lambrides ha esaminato una serie di buchi neri supermassicci calcolando la quantità di raggi X che dovrebbero emettere in base alle emissioni ad altre lunghezze d’onda. Hanno scoperto 28 fonti che emettono una quantità di raggi X notevolmente inferiore alle attese, che indica la presenza di un bozzolo molto più denso di quanto fosse stato stimato e in grado di filtrare quelle emissioni. Il fatto che si tratti di nuclei galattici attivi indica che questi buchi neri stanno crescendo più di quanto pensassero gli astronomi.
L’immagine in alto (X-ray: NASA/CXC/Penn State/B.Luo et al; Optical/IR: NASA/STScI/JHU/E. Lambrides et al) mostra il prodotto dell’indagine CDF-S con i 28 nuclei galattici attivi scoperti in questo studio cerchiati di verde. Quattro di essi, H289, H321, H412, H459, sono mostrati nei riquadri in osservazioni a lunghezze d’onda ottiche.
Questo studio aiuterà a migliorare i modelli riguardanti i tipi di buchi neri supermassicci esistenti e la loro crescita. In realtà i modelli prevedevano già una presenza di buchi neri supermassicci in crescita maggiore di quelli osservati e il fatto che alcuni di essi fossero stati identificati in modo errato spiega perché i modelli fossero in disaccordo con le osservazioni. Uno dei temi attuali delle ricerche astronomiche è l’influenza dei buchi neri supermassicci sull’evoluzione delle galassie che li ospitano perciò identificare correttamente la loro natura è fondamentale per capire la loro attività.
