Rilevato buco nero in movimento in una lontana galassia

Che i buchi neri supermassicci potessero vagare nello spazio era una teoria già affermata tra gli scienziati, ma che ci potesse essere la possibilità di individuarne uno era una cosa davvero inaspettata.

Eppure è successo ai ricercatori del Center for Astrophysics Harvard e Smithsonian, principali istituzioni scientifiche mondiali nel campo dell’astrofisica, che hanno avuto la fortuna di identificare il caso più chiaro mai registrato fino ad oggi, di un buco nero in movimento. 

I loro risultati della loro ricerca sono poi stati pubblicati il 12 marzo 2021 sulla rivista The Astrophysical Journal.

I buchi neri sono pesanti ed è difficile che si muovano

Vedere un buco nero in movimento è stata davvero una cosa sensazionale per il mondo dell’astronomia, perché come ha spiegato Dominic Pesce, lo scienziato che ha condotto in prima persona lo studio: “Non ci aspettavamo di vedere un buco nero in movimento, di solito, soprattutto quelli supermassicci, si accontentano di starsene fermi. Sono infatti così pesanti che è difficile che si spostino“.

L’astronomo fa un esempio molto calzante: “Considerate quanto sia più difficile calciare una palla da bowling piuttosto che calciare un pallone da calcio, in questo caso la palla da bowling è diversi milioni di volte la massa del nostro Sole e richiederebbe un calcio piuttosto potente per far si che si sposti“. E questo è esattamente quello che succede tra i buchi neri.

Pesce ed il suo team di collaboratori hanno lavorato per osservare questo raro evento negli ultimi cinque anni confrontando le velocità di buchi neri supermassicci e galassie.

Sono state esaminate 10 galassie distanti per trovare un buco nero in movimento

L’astronomo Pesce ha cercato di rispondere e di spiegare alcuni quesiti fondamentali. Ad esempio vediamo come ha trattato questa domanda: “Le velocità dei buchi neri sono uguali a quelle delle galassie in cui risiedono?” 

Il ricercatore del Center for Astrophysics ha risposto così: “Ci aspettiamo che abbiano la stessa velocità. Se non lo fanno, ciò significa che qualcosa ha disturbato il buco nero“.

Per lo studio, il team ha inizialmente esaminato 10 galassie distanti e i buchi neri supermassicci nei loro nuclei. Hanno studiato in modo specifico i buchi neri che contenevano acqua all’interno dei loro dischi di accrescimento, le strutture a spirale che ruotano verso l’interno del buco nero.

Mentre l’acqua orbita attorno al buco nero, produce un raggio di luce radio simile a un laser noto come maser. Quando studiati con una rete combinata di antenne radio utilizzando una tecnica nota come interferometria di base molto lunga (VLBI), i maser possono aiutare a misurare la velocità di un buco nero in modo molto preciso.

La tecnica ha aiutato il team a determinare che nove dei 10 buchi neri supermassicci erano a riposo, ma uno spiccava e sembrava essere in movimento.

Buco nero in movimento al centro della galassia J0437 + 2456

Situato a 230 milioni di anni luce dalla Terra, il buco nero si trova al centro di una galassia chiamata J0437 + 2456. La sua massa è circa tre milioni di volte quella del nostro Sole.

Utilizzando le osservazioni di follow-up con gli Osservatori di Arecibo e Gemini, il team ha ora confermato i risultati iniziali. Il buco nero supermassiccio si sta muovendo con una velocità di circa 177.000 chilometri all’ora all’interno della galassia J0437 + 2456.

Cosa causa il movimento del buco nero?

Cosa sta causando il movimento di questo buco nero ancora non è noto agli scienziati, ma gli astronomi hanno ipotizzato due possibili cause.

“Quello che osserviamo potrebbe essere conseguenza della fusione di due buchi neri supermassicci“, ha detto Jim Condon, un radioastronomo del National Radio Astronomy Observatory coinvolto nello studio, che inoltre aggiunto: “Il risultato di una tale fusione può causare il rinculo del buco nero appena nato, e potremmo osservarlo nell’atto di indietreggiare o mentre si assesta di nuovo“.

Ma c’è un’altra possibilità: il buco nero potrebbe essere parte di un sistema binario.

Nonostante ogni aspettativa, gli scienziati hanno avuto difficoltà a identificare chiari esempi di buchi neri supermassicci binari“, ha spiegato Pesce.

Infatti quello che è stato visto nella galassia J0437 + 2456 potrebbe essere uno dei buchi neri di un sistema binario, con l’altro che rimane nascosto alle nostre osservazioni radio a causa della sua mancanza di emissione di maser.

Saranno inevitabilmente necessarie ulteriori osservazioni per individuare la vera causa del movimento insolito di questo buco nero supermassiccio.

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