I buchi neri supermassicci potrebbero formarsi dalla materia oscura?

Un team internazionale di ricercatori ha scoperto che i buchi neri supermassicci non si formerebbero dalla materia ordinaria che possiamo osservare, ma potrebbero invece formarsi dalla materia oscura presente nelle regioni ad alta densità nei centri delle galassie

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I buchi neri supermassicci, oggetti mostruosi la cui massa va dal milione ai dieci miliardi di masse solari, esistono principalmente al centro delle galassie.

Questi oggetti estremamente massicci si formano perché  il gas nei dintorni viene catturato dalla loro gravità, viene compresso, riscaldato, e in questo processo emette una quantità di radiazioni superiore a quelle emesse da tutte le stelle della galassia che lo ospita.

Nel caso della Via Lattea riusciamo a osservare le stelle che orbitano intorno al “buco nero supermassiccio”, e questo permette di stimare accuratamente la sua massa: equivale a 4 milioni di stelle come il Sole. Il buco nero si chiama Sagittarius A*, ora non sta risucchiando materia, infatti viene definito “inattivo” come la maggior parte dei buchi neri supermassicci che conosciamo.

Per spiegare l’esistenza di questi oggetti estremamente massicci è stato proposto un meccanismo che coinvolge la materia oscura.

Un team internazionale di ricercatori ha scoperto che i buchi neri supermassicci non si formerebbero dalla materia ordinaria che possiamo osservare, ma potrebbero invece formarsi dalla materia oscura presente nelle regioni ad alta densità nei centri delle galassie.

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Lo studio, pubblicato negli Avvisi mensili della Royal Astronomical Society, se si rivelasse corretto. avrebbe notevoli implicazioni sulla nascita dell’universo primordiale.

La formazione dei buchi neri supermassicci è oggi uno dei grandi misteri dell’evoluzione delle galassie. Questi oggetti supermassicci sono presenti nei nuclei delle galassie nate appena 800 milioni di anni dopo l’evento chiamato Big Bang. I cosmologi non hanno ancora trovato un meccanismo soddisfacente che ne spieghi la rapida crescita.

I modelli di formazione utilizzati fino ad oggi prendono in considerazione la normale materia barionica, cioè gli atomi e gli elementi che compongono le stelle, i pianeti e tutti gli oggetti visibili.

Le stelle, ad esempio, quando non sono più in grado di sostenere le reazioni di fusione nucleare, collassano su se stesse e se dispongono di una massa sufficiente si trasformano in buchi neri che catturando la materia circostante crescono con il passare del tempo.

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Tuttavia, il nuovo studio indaga la potenziale esistenza di nuclei galattici stabili fatti di materia oscura e circondati da un alone di materia oscura diluita. Lo studio ha scoperto che i centri di queste galassie potrebbero diventare così densi che potrebbero collassare trasformandosi buchi neri supermassicci.

Buchi neri supermassicci, il nuovo modello

Il nuovo modello spiega come la formazione di un buco nero supermassiccio, a partire dalla materia oscura, si sarebbe potuto formare molto più rapidamente rispetto ad altri meccanismi di formazione proposti. Questo meccanismo avrebbe permesso ai buchi neri supermassicci nell’Universo primordiale di formarsi prima delle galassie in cui risiedono, contrariamente alle attuali conoscenze.

Carlos R. Argüelles, ricercatore dell’Universidad Nacional de La Plata e dell’ICRANet alla guida della ricerca, ha commentato:

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Il nuovo scenario di formazione può offrire una spiegazione naturale di come i buchi neri supermassicci si siano formati nell’Universo primordiale, senza la necessità della formazione stellare preventiva o la necessità di invocano buchi neri seme con tassi di accrescimento irrealistici”.

Il nuovo modello porta a una conseguenza interessante, la massa critica necessaria a far collassare la materia oscura in un buco nero non verrebbe raggiunta negli aloni che circondano alcune galassie nane. 

Gli autori dello studio suggeriscono che questo potrebbe privare le galassie nane più piccole di un buco nero centrale lasciando intatto un nucleo centrale di materia oscura. Un nucleo composto da materia oscura potrebbe imitare le firme gravitazionali di un buco nero centrale convenzionale, mentre l’alone esterno di materia oscura potrebbe spiegare le curve di rotazione.

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“Questo modello mostra come gli aloni di materia oscura potrebbero ospitare concentrazioni dense nei loro centri, che possono svolgere un ruolo cruciale nel comprendere la formazione dei buchi neri supermassicci”, ha aggiunto Carlos.

“Qui abbiamo dimostrato per la prima volta che tali distribuzioni della materia oscura dell’alone centrale possono effettivamente formarsi in una struttura cosmologica e rimanere stabili per tutta la vita dell’Universo”.

Gli autori dello studio si aspettano che ulteriori studi gettino più luce sulla formazione dei buchi neri supermassicci nei primissimi istanti di vita del nostro Universo, oltre a indagare se i centri delle galassie non attive, inclusa la nostra Via Lattea , possano ospitare questi densi oscuri. nuclei di materia.