M60_NGC4647

M60-UCD1, la ‘nana’ e il ‘gigante’

Un gruppo di astronomi della University of Utah guidati da Anil Seth hanno identificato nella galassia nana ultracompatta, la più piccola che conosciamo, nella quale risiede un buco nero supermassiccio. La scoperta è alquanto sorprendente e suggerisce il fatto che i buchi neri di grandi dimensioni possono essere molto più comuni di quanto ipotizzato. I risultati sono stati pubblicati sulla prestigiosa rivista Nature.

Questa immagine ripresa dal telescopio spaziale Hubble mostra la gigantesca galassia M60 e la galassia nana ultracompatta M60-UCD1 che risulta l’oggetto più piccolo che conosciamo contenente un buco nero supemassiccio. M60 sta attirando un’altra galassia, NGC4647, con la quale colliderà tra qualche tempo. Credit: NASA/Space Telescope Science Institute/European Space Agency

Le osservazioni sono state condotte con il Gemini North 8-meter optical-and-infrared telescope situato a Mauna Kea, nelle Hawaii, mentre il telescopio spaziale Hubble è stato utilizzato per identificare il buco nero di 21 milioni di masse solari nella galassia nana M60-UCD1. La scoperta suggerisce il fatto che devono esistere tante galassie nane ultracompatte contenenti un buco nero supermassiccio nei loro nuclei. Si ritiene che queste piccole galassie siano i residui di galassie più grandi che sono state ‘strappate’, per così dire, a seguito delle interazioni gravitazionali con altre galassie. “Non conosciamo altro modo con cui si può fare un buco nero così grande in un oggetto così piccolo“, spiega Seth. I buchi neri sono stelle o insiemi di stelle collassate la cui gravità è tale che nemmeno la luce riesce a sfuggire alla loro intensa attrazione gravitazionale. Di solito, i buchi neri giganti, che hanno masse dell’ordine di qualche milione di masse solari o più, si trovano nei nuclei delle galassie. Ad esempio, il buco nero della Via Lattea, Sagittarius A*, possiede una massa pari a 4 milioni di Soli e nonostante sia così massiccio la sua massa risulta meno dello 0,01 percento della massa dell’intera galassia, che viene stimata essere dell’ordine di circa 50 miliardi di masse solari. Dunque, per confronto, il buco nero della galassia nana in questione ha una massa cinque volte superiore rispetto a quella del buco nero della nostra galassia che, a sua volta, è equivalente al 15 percento della massa totale della galassia nana, che è di 140 milioni di masse solari. “Ciò è molto sorprendente, se pensiamo che la Via Lattea è 500 volte più grande e 1.000 volte più pesante di M60-UCD1“, dice Seth. “Inoltre, pensiamo che una volta la galassia nana doveva essere enorme, forse contenente 10 miliardi di stelle, e che passando in prossimità delle regioni centrali di una galassia ancora più grande, M60 distante circa 60 milioni di anni-luce nella costellazione della Vergine, perse tutte le stelle e la materia scura delle regioni periferiche che diventarono parte di M60. Forse, questo processo è avvenuto qualcosa come 10 miliardi di anni fa, certamente non lo sappiamo con certezza“. E’ probabile che la galassia nana possa subire un processo di “merging galattico” con M60, che contiene un buco nero supermassiccio di 4,5 miliardi di masse solari, mille volte superiore a quello della Via Lattea in termini di massa, e quando ciò accadrà anche il buco nero di M60-UCD1 si fonderà con quello di M60. In più, bisogna dire che M60 sta attirando un’altra galassia a spirale, NGC 4647 che è circa 25 volte meno massiccia. Una ipotesi alternativa suggerisce che M60-UCD1 non abbia in realtà un buco nero di grossa taglia e che invece il suo nucleo sia popolato da un insieme di stelle massicce e deboli. Ma le osservazioni realizzate con il telescopio Gemini North e le analisi effettuate utilizzando l’archivio delle immagini del telescopio spaziale Hubble hanno rivelato che la massa è concentrata nel nucleo della galassia nana, suggerendo la presenza di un oggetto supermassiccio. Insomma, pare proprio che M60-UCD1 sia ciò che rimane del nucleo di quella che una volta doveva essere una galassia più grande e che è probabile che altre galassie nane supercompatte possano in definitiva ospitare buchi neri di grandi dimensioni.

University of Utah: Smallest Known Galaxy with a Supermassive Black Hole
Nature: Monster black hole found in tiny galaxy
arXiv: A Supermassive Black Hole in an Ultracompact Dwarf Galaxy