Nel vasto e misterioso universo, gli astronomi hanno osservato una miriade di fenomeni celesti che sfidano la nostra comprensione, tra questi, i buchi neri supermassicci rappresentano alcuni degli oggetti più affascinanti e enigmatici.
Recentemente, un team internazionale di astronomi ha fatto una scoperta rivoluzionaria: la prima osservazione diretta di un buco nero supermassiccio secondario all’interno di un noto sistema binario, OJ 287.
La galassia attiva OJ 287, situata nella costellazione del Cancro a circa 5 miliardi di anni luce dalla Terra, è stata oggetto di studio da parte degli astronomi fin dal 1888, questo in quanto questa galassia, o quasar come tecnicamente viene chiamata, è stata riconosciuta come un sistema binario di buchi neri supermassicci, il più studiato e meglio compreso fino ad oggi.
Il sistema è composto da un buco nero primario di 18 miliardi di masse solari, circondato da un disco di accrescimento di gas, e un buco nero secondario di 150 milioni di masse solari che orbita attorno al primo.
La particolarità di questo sistema binario è che il buco nero secondario impatta sul disco di accrescimento del buco nero primario due volte durante il suo orbita di 12 anni, producendo un lampo blu che è stato rilevato nel febbraio 2022.
Le particolarità di OJ 287
Oltre a quanto precedentemente detto, l’impatto induce il buco nero secondario a emettere brillanti esplosioni di radiazioni diverse settimane prima, segnali che sono stati anch’essi rilevati come segnale diretto dal buco nero secondario.
Questa scoperta non solo conferma la presenza di un buco nero secondario ma apre anche nuove strade per la comprensione della dinamica dei sistemi binari di buchi neri supermassicci e del loro ruolo nell’evoluzione delle galassie.
Gli astronomi hanno potuto osservare direttamente entrambi i buchi neri e misurare la loro massa, fornendo dati preziosi per testare le teorie della relatività generale e per comprendere meglio i meccanismi di accrescimento e di emissione dei getti di materia.
La scoperta è stata pubblicata su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society e rappresenta un passo significativo nella nostra ricerca per decifrare i segreti dell’universo
La storia delle osservazioni di OJ 287
La galassia OJ 287 ha catturato l’attenzione degli astronomi per più di un secolo, come già detto la sua prima osservazione risale al 1888, ma è stato solo negli ultimi decenni che la sua vera natura è stata svelata.
OJ 287 è stata una delle prime galassie attive ad essere identificata come un quasar, una sorgente di energia estremamente luminosa e potente al centro di una galassia lontana, alimentata da un buco nero supermassiccio.
Nel corso degli anni, gli astronomi hanno osservato regolari lampi di luce provenienti da OJ 287, che si verificano ogni 12 anni circa, indi per cui questi lampi sono stati interpretati come segnali di un evento ricorrente all’interno della galassia.
La teoria prevalente suggeriva che un buco nero secondario orbitasse attorno a un buco nero primario più massiccio, impattando sul suo disco di accrescimento e causando questi lampi periodici.
Le osservazioni più recenti, tuttavia, hanno fornito la prova diretta di questa teoria; utilizzando una combinazione di dati provenienti da telescopi terrestri e spaziali, gli astronomi hanno potuto osservare non solo i lampi di luce ma anche le onde gravitazionali generate dall’interazione dei due buchi neri.
Questo ha permesso di misurare con precisione la massa dei buchi neri e di confermare la loro esistenza come un sistema binario.
La conferma dell’esistenza di un sistema binario di buchi neri supermassicci ha molteplici implicazioni per la fisica e l’astronomia, innanzitutto fornisce una rara opportunità di studiare la dinamica di tali sistemi e di osservare direttamente gli effetti previsti dalla teoria della relatività generale di Einstein, in aggiunta aiuta a comprendere meglio i processi di accrescimento che alimentano i quasar e l’emissione di getti di materia ad alta energia.
Questi fenomeni sono fondamentali per capire come i buchi neri influenzano l’evoluzione delle galassie e la distribuzione della materia nell’universo, ed ovviamente apre apre la strada a nuove ricerche sulla fusione di buchi neri supermassicci e sulle onde gravitazionali che ne derivano. Queste onde gravitazionali potrebbero fornire informazioni cruciali sulla struttura dello spazio-tempo e sulla storia dell’universo.
L’Influenza sulla ricerca astronomica futura
Come detto, la conferma di un sistema binario di buchi neri supermassicci apre nuove frontiere nella ricerca sui buchi neri, gli astronomi ora hanno la possibilità di studiare come due buchi neri interagiscono tra loro, come si fondono, e come la loro danza gravitazionale influisce sull’ambiente circostante. Questo potrebbe portare a una migliore comprensione dei getti relativistici, dei dischi di accrescimento e della formazione delle galassie.
La relatività generale di Einstein prevede l’esistenza di onde gravitazionali, che sono state osservate per la prima volta direttamente nel 2015, la scoperta in OJ 287 fornisce un laboratorio cosmico per testare ulteriormente la teoria della relatività in condizioni estreme, come quelle vicino a un buco nero supermassiccio.
Per osservare e studiare fenomeni come OJ 287, è necessario migliorare le tecnologie esistenti e sviluppare nuovi strumenti astronomici, questo potrebbe includere telescopi più potenti, sia terrestri che spaziali, e strumenti più sensibili per rilevare onde gravitazionali di bassa frequenza che non possono essere catturate dai rilevatori attuali.
La complessità e la scala delle osservazioni necessarie per studiare sistemi come OJ 287 richiedono collaborazioni internazionali, questo tipo di scoperte incoraggia la formazione di consorzi globali di istituti di ricerca, unendo risorse e competenze per raggiungere obiettivi comuni, ma non solo, infatti scoperte come quella di OJ 287 suscitano grande interesse pubblico e possono essere utilizzate per educare e ispirare la prossima generazione di scienziati.
La divulgazione scientifica gioca un ruolo cruciale nel comunicare l’importanza di tali scoperte e nel mostrare come la scienza può espandere i nostri orizzonti, infine la scoperta ha implicazioni per la cosmologia, lo studio dell’universo nel suo insieme.
Comprendere come i buchi neri supermassicci influenzano la formazione e l’evoluzione delle galassie può fornire nuovi indizi sulla natura della materia oscura, dell’energia oscura e sull’evoluzione dell’universo stesso.
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