L’evoluzione dei buchi neri nelle galassie a spirale

Grazie ad uno studio recente, un gruppo di ricercatori guidati da Victor Debattista dell’University of Central Lancashire stanno tentando di risolvere il mistero che riguarda l’evoluzione dei buchi neri. Per molti anni, gli scienziati hanno ipotizzato che la massa dei buchi neri cresce in funzione del merging delle galassie ma oggi tecniche più moderne che si basano sulle simulazioni numeriche mostrano che anche nelle galassie a spirale i buchi neri passano attraverso una fase di evoluzione in termini di variazione e crescita della propria massa.

“Recenti osservazioni realizzate mediante il telescopio spaziale Hubble hanno permesso di rivelare che la maggior parte dei nuclei galattici attivi (AGN) risiedono nelle galassie a disco isolate, un fatto che non è in accordo a quanto ci si aspetta sul fenomeno AGN dato che dovrebbe essere prodotto dall’interazione delle galassie”, spiega Debattista. “Abbiamo sviluppato un test relativo all’evoluzione cosmica dei buchi neri supermassicci (SMBHs) nelle galassie a disco partendo dalla popolazione locale dei SMBHs. Il risultato è che l’evoluzione dei SMBHs nelle spirali è necessaria una volta che il disco galattico si stabilizza”. Con una massa che varia da qualche milione a qualche miliardo di masse solari, i buchi neri che si trovano nei nuclei delle galassie sembrerebbero crescere con un tasso molto più elevato di quanto ci si aspetta. Questi oggetti non sono l’eccezione, anzi rappresentano la norma. Persino il buco nero quiescente della Via Lattea potrebbe crescere in termini di massa molto più rapidamente rispetto a 1 massa solare ogni 3000 anni. Le osservazioni degli anni precedenti hanno mostrato come vari la massa in seguito alle collisioni galattiche e durante questi eventi la temperatura del gas che circonda i buchi neri diventa così elevata che rende il nucleo galattico estremamente luminoso da essere rivelato fino a distanze remote nell’Universo. Queste tecniche che si basano sulle simulazioni numeriche sono state combinate con le attuali osservazioni ottenute mediante il telescopio spaziale Hubble. Esse danno credito alla teoria in base alla quale i buchi neri possono acquisire sufficiente massa persino nelle galassie a spirale considerate ‘quiete’. Come dato di fatto, si pensa che gli AGN presenti in alcune galassie a spirale possano essere più numerosi rispetto a quelli formatesi in seguito al merging. Per rendere questo concetto ancora più affascinante, gli astronomi stanno anticipando un evento che accadrà verso la fine di quest’anno nella nostra galassia, un evento in cui una nube di gas che si trova in prossimità del nucleo della Via Lattea ‘incontrerà’, si fa per dire, il buco nero galattico. Secondo i calcoli, il buco nero dovrebbe guadagnare da questa nube di gas una quantità di materia pari a 15 masse terrestri in un periodo di circa 10 anni. “Le nostre simulazioni mostrano che non possiamo più affermare che i buchi neri nelle galassie a spirale non evolvano in maniera efficiente”, dice Debattista. “Siamo certi che i nostri dati permetteranno di comprendere meglio il modo con cui i buchi neri evolvono nelle diverse galassie”.

University of Central Lancashire: Black holes growing faster than expected

arXiv: Disk Assembly and the M_BH-sigma Relation of Supermassive Black Holes
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