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Due super buchi neri vicini vicini

Un gruppo di astronomi guidati da Tingting Liu dell’Università del Maryland (UMD) ha rivelato un segnale ad impulsi che sembra provenire da un sistema binario in cui si trovano due buchi neri supermassicci. I risultati sono pubblicati su Astrophysical Journal Letters.

Illustrazione del processo di fusione di due buchi neri in un sistema binario. Credit: David A. Aguilar (CfA)

I ricercatori ritengono di aver identificato una coppia di buchi neri supermassicci che si trovano ad una distanza molto ravvicinata al punto che il sistema potrebbe già emettere le onde gravitazionali previste dalla relatività generale. Sappiamo che quasi tutte le galassie attive contengono un buco nero supermassiccio che può avere una massa di milioni o addirittura miliardi di volte la massa del Sole. In più, pare che questi oggetti e le rispettive galassie evolvano insieme. La teoria predice che nel momento in cui le galassie interagiscono e fondono (merging), diventando ancora più massicce, anche i buchi neri subiscono lo stesso processo di fusione. Ora, se da un lato non è possibile osservare direttamente i buchi neri, dall’altro possiamo vedere gli effetti che essi hanno sul gas e la materia circostante che orbita attorno ad essi formando un disco di accrescimento. Inoltre, le particelle vengono accelerate fino a velocità prossime a quella della luce ed emettono una enorme quantità di energia sotto forma di calore e di raggi-X e raggi-gamma estremamente energetici. Quando questo processo avviene nel caso di un buco nero supermassiccio, il risultato è un quasar, un oggetto estremamente luminoso la cui luminosità supera quella delle stelle della galassia ospite.

Ora, quando due buchi neri orbitano in un sistema binario essi assorbono ciclicamente la materia è ciò permette agli scienziati di predire come si comporta il quasar analizzando la variazione periodica della sua luminosità. I ricercatori hanno utilizzato la Pan-STARRS1 Medium Deep Survey per cercare i cosiddetti “quasar variabili”. Essi hanno trovato un oggetto, denominato PSO J334.2028+01.4075, che contiene un grosso buco nero di quasi 10 miliardi di masse solari e che emette un segnale ottico periodico che si ripete ogni 542 giorni. Il segnale di questo quasar è insolito perché le curve di luce della maggior parte dei quasar sono irregolari. Per verificare i loro risultati, gli scienziati hanno dovuto realizzare tutta una serie di calcoli e simulazioni rigorosi, esaminando anche altri dati. Insomma, la scoperta di questo candidato sistema compatto binario di buchi neri supermassicci ci fornisce nuovi indizi sugli stadi finali relativi al processo di fusione di due buchi neri supermassicci.

University of Maryland College Park: Pulsing Light May Indicate Supermassive Black Hole Merger
arXiv: A Periodically Varying Luminous Quasar at z=2 from the Pan-STARRS1 Medium Deep Survey: A Candidate Supermassive Black Hole Binary in the Gravitational Wave-Driven Regime