I buchi neri supermassicci influenzano l’universo oltre i limiti delle loro stesse galassie

Un team di astronomi e astrofisici di tutto il mondo ha scoperto segni che i buchi neri supermassicci nel cuore di molte galassie non solo influenzano la distribuzione delle stelle nei loro immediati dintorni, ma modellano anche quelle delle galassie vicine

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Sono i tiranni dalla testa calda che guidano l’evoluzione del cosmo. Buchi neri così grandi, così potenti, che l’energia riversata dai loro mantelli vorticosi possono definire il paesaggio dei vivai e dei cimiteri di stelle nelle galassie che li circondano.

Anche con masse pari a miliardi di soli, questi oggetti giganteschi sono ancora semplici punture di spillo nel vasto nucleo galattico, rendendo ancora più sorprendente una recente scoperta di quanto possa estendersi la loro influenza.

Un team di astronomi e astrofisici di tutto il mondo ha scoperto segni che i buchi neri supermassicci nel cuore di molte galassie non solo influenzano la distribuzione delle stelle nei loro immediati dintorni, ma modellano anche quelle delle galassie vicine.

Analizzando i dati d’archivio su quasi 125.000 galassie satellite che circondano decine di migliaia di masse più pesanti, il team ha identificato un legame tra il numero di nuove stelle nate in un ammasso orbitante e la sua posizione.

Sorprendentemente abbiamo scoperto che le galassie satellite formano più o meno stelle a seconda del loro orientamento rispetto alla galassia centrale“,  afferma l’astronoma Annalisa Pillepich del Max Planck Institute for Astronomy.

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Negli ultimi anni, è diventato sempre più chiaro che la violenza che infuria nei nuclei affollati di enormi galassie è più che capace di scolpire il paesaggio cosmico nelle zone circostanti.

Polvere e gas attirati nei pozzi di gravità estrema di oggetti come i buchi neri supermassicci non solo brillano di radiazioni intense, ma vengono trasformati in plasma ad alta velocità che genera campi magnetici, che scagliano a loro volta particelle a velocità folli nello spazio.

Questi venti di plasma e luce hanno due effetti apparentemente contraddittori.

Possono spazzare via intere regioni dello spazio da materiale che altrimenti potrebbe collassare in nuove stelle in un fenomeno noto come quenching. Oppure possono fornire la spinta necessaria per accumulare materiale in nuvole abbastanza dense da ammassarsi in nuovi soli neonati.

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Mentre gli astronomi continuano a cercare di capire i processi coinvolti nel determinare il destino delle singole galassie, Pillepich e i suoi colleghi hanno deciso di guardare più lontano. Hanno fatto affidamento sul prodotto di un progetto chiamato Illustris-TNG, che modella vari processi fisici per simulare la formazione di galassie.

I confronti tra la simulazione e le galassie reali che vorticano insieme sotto l’attrazione della materia oscura hanno supportato l’idea che l’effetto di spegnimento del nucleo di una galassia potrebbe estendersi molto lontano.

Le galassie satellite che giacciono lungo l’asse minore della galassia centrale – il raggio più corto di un’ellisse – sembrano essere più fertili di quelli posizionati altrove.

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Proprio come con le osservazioni, la simulazione Illustris-TNG mostra una chiara modulazione del tasso di formazione stellare nelle galassie satellite a seconda della loro posizione rispetto alla galassia centrale“, afferma Pillepich.

Apparentemente, questi risultati non hanno molto senso. Senza meno “roba” da spingere oltre, più radiazioni e particelle dovrebbero in teoria fuoriuscire lungo l’asse minore, spegnendo efficacemente qualsiasi candela stellare mentre le galassie satellite sgattaiolano via.

Eppure i ricercatori sostengono che lungi dall’essere controintuitivo, questo vento galattico dovrebbe ritagliare bolle a bassa densità nello spazio circostante, un’ipotesi supportata dalla simulazione Illustris-TNG. Le bolle diffuse potrebbero potenzialmente proteggere le galassie orbitanti dagli effetti di spegnimento, permettendo loro di sbocciare con piccole stelle dove altre svaniscono.

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C’è anche una possibilità alternativa che non può essere esclusa.

Non possiamo infatti escludere uno scenario diverso, per cui l’attività di formazione stellare dei satelliti è potenziata piuttosto che il loro spegnimento soppresso“, scrivono i ricercatori nel loro rapporto.

Le simulazioni di messa a punto con dati migliori e la raccolta di più osservazioni potrebbero rivelare quale di queste ipotesi spiega meglio il boom o il crollo delle famiglie galattiche governate dai loro signori tirannici.

Questa ricerca è stata pubblicata su Nature.