I Buchi neri erano oggetti teorici, fino a quando il primo non fu trovato e confermato alla fine del XX secolo. Ora, gli astronomi li trovano dappertutto. Abbiamo anche immagini radio dirette di due buchi neri: una riguarda il buco nero centrale della galassia M87 e l’altra relativa a Sagittarius A* che si trova al centro della nostra galassia.
Allora, cosa sappiamo di loro? Molto. Ma c’è altro da scoprire.
Un team di astronomi, utilizzando i dati dell’Osservatorio a raggi X Chandra, ha fatto una scoperta sorprendente su un buco nero supermassiccio centrale in un quasar incorporato in un lontano ammasso di galassie. Ciò che hanno trovato fornisce indizi sull’origine e l’evoluzione dei buchi neri supermassicci.
Identificazione a due fattori dei buchi neri
Se hai intenzione di studiare un buco nero, in particolare uno supermassiccio, ci sono molte sfide. Si è scoperto che ogni grande galassia ha un buco nero mostruoso al centro. Quindi, è importante sapere quanto più possibile su di loro. Questi colossi cosmici contengono milioni o addirittura miliardi di masse solari.
Hanno una forte attrazione gravitazionale e niente, nemmeno la luce, può sfuggirgli. Ciò influisce sulla nostra capacità di guardare a loro e alle loro regioni vicine. Una cosa che non è ancora del tutto chiara: come si formano ed evolvono questi mostri?
La risposta sta in parte in due delle loro caratteristiche. “Ogni buco nero può essere definito solo da due numeri: il suo spin e la sua massa“, ha affermato Julia Sisk-Reynes dell’Institute of Astronomy (IoA) dell’Università di Cambridge nel Regno Unito, che ha condotto un nuovo studio su un nero supermassiccio buco a circa 3,6 miliardi di anni da noi. “Anche se suona abbastanza semplice, capire quei valori per la maggior parte dei buchi neri si è rivelato incredibilmente difficile“.
Radiografia di un buco nero
Misurare le masse è difficile, anche se ci sono modi per farlo. Misurare la rotazione è una vera sfida. Per saperne di più sui buchi neri, Sisk-Reynes e collaboratori hanno utilizzato i dati dell’Osservatorio a raggi X Chandra.
Hanno studiato le osservazioni del motore supermassiccio centrale del buco nero del quasar H1821+643 e forse hanno ottenuto la sua velocità di rotazione. Contiene 30 miliardi di volte la massa del Sole (in confronto, il buco nero supermassiccio centrale della Via Lattea ha solo circa 4 milioni di masse solari).
Perché i raggi X? Un buco nero rotante trascina lo spazio con sé e consente alla materia di orbitare più vicino di quanto sia possibile per uno non rotante. I dati a raggi X mostrano la velocità di rotazione del buco nero.
Gli studi sullo spettro di H1821+643 mostrano che la sua velocità di rotazione è strana, rispetto ad altri meno massicci che ruotano ad una velocità vicina a quella della luce. La minore velocità del buco nero del quasar ha sorpreso il team.
“Abbiamo scoperto che il buco nero in H1821+643 ruota circa alla metà della velocità della maggior parte dei buchi neri che pesano tra circa un milione e dieci milioni di soli“, ha detto l’astronomo Christopher Reynolds (anche lui dell’Istituto di astronomia). È coautore del documento che riporta i risultati delle misurazioni di Chandra. “La domanda da un milione di dollari è: perché?”
Buchi neri: origine ed evoluzione
La storia di H1821+643 potrebbe contenere la chiave per comprendere la sua velocità di rotazione più lenta, secondo il coautore James Matthews. Suggerisce che i buchi neri supermassicci come quello in H1821+643 probabilmente sono cresciuti attraverso fusioni con altri buchi neri durante le collisioni delle loro galassie.
È risaputo che le collisioni di galassie creano nel tempo galassie più grandi, e quindi quelle stesse attività possono entrare in gioco come possibili fattori. È anche possibile che questo buco nero abbia avuto il suo disco esterno disturbato da una collisione che ha inviato gas in direzioni casuali durante l’evento.
Questo tipo di attività influenzerebbe la velocità di rotazione del buco nero, rallentandolo o addirittura facendolo ruotare in una direzione completamente nuova. Ciò significa che tali buchi neri potrebbero mostrare una gamma di velocità di rotazione diverse, a seconda delle loro storie recenti.
“La rotazione moderata di questo oggetto ultramassiccio potrebbe essere una testimonianza della storia violenta e caotica dei più grandi buchi neri dell’universo“, ha detto Matthews. “Potrebbe anche fornire informazioni su ciò che accadrà al buco nero supermassiccio della nostra galassia miliardi di anni nel futuro quando la Via Lattea entrerà in collisione con Andromeda e altre galassie“.
