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Da ‘supermassicci’ a ‘ultramassicci’: quanto possono essere grossi i buchi neri?

Secondo uno studio recente condotto da un gruppo di ricercatori che hanno utilizzato i dati dell’osservatorio spaziale Chandra, i buchi neri galattici potrebbero essere molto più grandi e più grossi di quanto ipotizzato.

Sappiamo che esiste una classe di buchi neri che gli astronomi chiamano “supermassicci” e che risiedono tipicamente nei nuclei delle galassie. Questi oggetti possono raggiungere masse che vanno da qualche milione a qualche miliardo di masse solari. I ricercatori hanno analizzato un certo numero di galassie brillanti appartenenti ad un insieme di 18 ammassi di galassie al fine di rivelare i buchi neri più grossi. Le osservazioni indicano che almeno 10 galassie possiedono un buco nero “ultramassiccio” la cui massa viene stimata tra 10 e 40 miliardi di masse solari.  Di questi oggetti, gli astronomi riferiscono che si conoscono e che sono stati confermati solo alcuni esempi. “I nostri dati mostrano che ci potrebbero essere tanti buchi neri ultramassicci nell’Universo rispetto a quanto possiamo immaginare”, spiega Julie Hlavacek-Larrondo della Stanford University. Per ricavare la massa di questi “mostri del cielo”, i ricercatori hanno utilizzato una relazione che collega il valore della massa dell’oggetto con la quantità di raggi-X e onde radio che esso genera. Questa relazione, denominata tecnicamente ‘piano fondamentale dell’attività del buco nero’, permette di descrivere i dati considerando un intervallo di valori per la massa del buco nero che va da 10 masse solari fino a 1 miliardo di masse solari. I valori della massa che sono stati derivati da Hlavacek-Larrondo e il suo gruppo sono circa dieci volte più grandi. “Questi risultati potrebbero indicare il fatto che non comprendiamo ancora completamente come un buco nero estremamente massiccio possa coesistere con la sua galassia ospite”, dichiara Andrew Fabian della Cambridge University. “E’ probabile che il loro comportamento sia alquanto differente rispetto a quello dei loro cugini meno massicci”. E’ da notare, però, che questi buchi neri ultramassicci sono stati rivelati in quelle galassie che si trovano al centro degli ammassi di galassie che contengono una grande quantità di materia e di gas caldo. Enormi flussi di radiazione provenienti dai buchi neri centrali aiutano il gas a mantenersi a temperature elevate e allo stesso tempo determinano la formazione di un elevato numero di stelle. Dunque, l’ambiente estremo che si crea in queste galassie potrebbe spiegare come mai non si possono applicare quelle relazioni standard per stimare la massa dei buchi neri basata sulle proprietà della galassia ospite. Perciò, questi risultati possono essere confermati solamente eseguendo una serie di misure dettagliate dei valori della massa dei buchi neri andando ad analizzare il moto delle stelle o del gas in prossimità dell’orizzonte degli eventi. Questo metodo è stato già applicato nel caso di M87, la galassia che si trova al centro dell’ammasso della Vergine, ottenendo un valore per la massa del buco nero significativamente più grande rispetto al valore stimato dai dati derivati nella banda dell’infrarosso. “Il passo successivo sarà quello di misurare la massa di questi mostri del cielo in un modo analogo a quello già utilizzato per M87 e confermare che si tratta di oggetti ultramassicci. Non sarei sorpresa se alla fine ci troveremo di fronte ai buchi neri più grossi dell’Universo”, dichiara Hlavacek-Larrondo. “Se i nostri risultati saranno confermati, avranno un importanza fondamentale per comprendere la formazione e l’evoluzione dei buchi neri nel corso della storia cosmica”. Questi risultati sono stati ottenuti utilizzando le osservazioni nella banda radio grazie anche al Karl G. Jansky Very Large Array (JVLA) e all’Australia Telescope Compact Array (ATCA) mentre i dati nell’infrarosso sono stati ottenuti dalla 2 Micron All-Sky Survey (2MASS).


Chandra X-ray Observatory press release: From Super to Ultra: Just How Big Can Black Holes Get?

arXiv: On the hunt for ultramassive black holes in brightest cluster galaxies

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