L’importanza degli universi virtuali

Mentre gli scienziati di diversi campi di studio possono condurre esperimenti in laboratorio, come i fisici delle particelle con i loro grandi acceleratori o i biologi che utilizzano potenti microscopi, gli astronomi non sono in grado di studiare da vicino una stella o un pianeta. Persino i telescopi più avanzati forniscono solo immagini istantanee del cosmo in cui sono veramente pochi i cambiamenti che possono essere analizzati durante la nostra vita. Rimangono, perciò, questioni aperte, come ad esempio il problema che riguarda la formazione della nostra galassia, che cos’è la materia scura e quale sia il ruolo che hanno i buchi neri supermassicci che risiedono nel nucleo delle galassie. Nel tentativo di rispondere a queste problematiche, oggi alcuni cosmologi stanno affrontando progetti ambiziosi: creare “universi virtuali” che, grazie alle simulazioni al computer, potranno fornire preziosi indizi per comprendere l’evoluzione cosmica.

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Da stelle giganti a buchi neri supermassicci

Uno dei misteri più grandi dell’astrofisica moderna è quello di capire come i buchi neri supermassicci, esistiti durante le fasi primordiali della storia cosmica, hanno raggiunto le loro enormi dimensioni. In uno studio recente, pubblicato su Astrophysical Journal, un gruppo di ricercatori esamina la possibilità che questi enigmatici oggetti si siano formati direttamente dal collasso gravitazionale di stelle supermassicce.

Un’alleanza cosmica per creare un ‘buco-nero-scopio’

Gli osservatori spaziali Integral, Fermi e Swift hanno unito le proprie forze per sfruttare il potere d’ingrandimento creato da una lente cosmica con l’obiettivo di esplorare un buco nero supermassiccio che risiede nel nucleo di una galassia attiva denominato PKS 1830-211. I risultati di questo studio sono pubblicati su Nature Physics.

NuSTAR svela 5 buchi neri supermassicci ‘oscurati’

Gli astronomi hanno trovato evidenze che riguardano l’esistenza di una grande popolazione di buchi neri supermassicci “oscurati”. Infatti, grazie ad una serie di osservazioni realizzate con l’osservatorio spaziale NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array), gli scienziati hanno rivelato l’emissione X da ben 5 buchi neri supermassicci che sono “nascosti” alla vista a causa della polvere e del gas. I risultati di questo studio sono stati presentati al Royal Astronomical Society’s National Astronomy Meeting, presso Venue Cymru, in Llandudno, Wales e sono pubblicati su Astrophysical Journal.

ULXs e SS 433, accrescimento supercritico

Immagine multi-colore della regione di cielo attorno all’oggetto ULX “X-1” (indicato dalla freccia) situato nella galassia nana Holmberg II, nella costellazione dell’Orsa Maggiore, alla distanza di 11 milioni di anni-luce. Credit: Special Astrophysical Observatory/ Hubble Space Telescope

Grazie ad una serie di osservazioni realizzate con il telescopio Subaru, ricercatori del Special Astrophysical Observatory in Russia e della Kyoto University in Giappone hanno trovato delle evidenze che riguardano alcuni oggetti enigmatici che risiedono nelle galassie vicine: stiamo parlando delle sorgenti X ultra-luminose (Ultra-Luminous X-ray sources, ULXs).

ALMA misura la massa del buco nero di NGC 1097

Immagine composita della galassia a spirale barrata NGC 1097. Misurando il moto di due molecole (HCO+ in rosso) e (HCN in verde/arancio), ALMA è stato in grado di determinare la massa del buco nero supermassiccio che risiede nel nucleo della galassia. I dati indicano un valore di 140 milioni di masse solari. Credit: ALMA (NRAO/ESO/NAOJ), K. Onishi; NASA/ESA Hubble Space Telescope, E. Sturdivant; NRAO/AUI/NSF

Un nuovo test osservativo ha permesso agli astronomi di misurare la massa di un buco nero supermassiccio che risiede nel cuore della galassia a spirale barrata NGC 1097 che si trova a circa 45 milioni di anni-luce nella costellazione della Fornace. Le osservazioni sono state condotte con l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) e indicano che il buco nero ha una massa di 140 milioni di masse solari. A confronto, il buco nero della Via Lattea, Sagittarius A* che ha una massa pari a poco più di 4 milioni di Soli, si può considerare un peso leggero.

Il VLA trova un ‘timido’ buco nero in una galassia vicina

M32 è una piccola galassia satellite di Andromeda (M31). L’inserto è una combinazione di immagini radio/ottica/X di M32. Il color porpora diffuso è la luce visibile di M32. L’oggetto di color bianco è la regione centrale di M32 da dove proviene l’emissione radio e X. In rosso si nota l’emissione radio di alcuni oggetti tra cui una coppia presunta di nebulose planetarie (a sinistra) mentre in verde è mostrata la forte emissione X di un’altro oggetto. Credit: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF; Yang et al.; NASA, ESA, Digitized Sky Survey 2 (Acknowledgement: Davide DeMartin).

Grazie alla straordinaria sensibilità del radiotelescopio Karl G. Jansky Very Large Array (VLA), gli astronomi hanno rivelato l’emissione radio, cercata da molto tempo, proveniente da un buco nero supermassiccio che risiede nel cuore di una delle galassie più vicine: stiamo parlando di Messier 32.

Eruzioni multiple da un buco nero supermassiccio

Le evidenze delle eruzioni dovute al buco nero supermassiccio si notano nelle cavità, o bolle, che appaiono nel gas caldo che circonda le galassie emettendo raggi X. Credits: X-ray: NASA/CXC/SAO/S.Randall et al., Optical: SDSS

Una serie di osservazioni realizzate con il Chandra X-ray Observatory hanno permesso di mostrare come nel corso di 50 milioni di anni eruzioni multiple emergenti da un buco nero supermassiccio abbiano modificato l’ambiente cosmico nelle regioni centrali di un gruppo di galassie.

Una galassia ‘mostruosa’ ai confini dell’Universo

Immagine di ALMA di SDP.81 (archi color arancione attorno all’oggetto più brillante) sovrapposti su una immagine ripresa nel vicino infrarosso dal telescopio spaziale Hubble. L’inserto mostra un ingrandimento dell’immagine di ALMA (a sinistra) ed una simulazione prodotta dal modello (a destra). Si può notare come il modello descriva accuratamente l’anello di Einstein. Credit: Y. Tamura (The University of Tokyo)/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) National Astronomical Observatory of Japan

Grazie ad una serie di osservazioni alquanto dettagliate realizzate con l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), gli astronomi hanno individuato una galassia “mostruosa” ai confini dell’Universo osservabile. La scoperta è stata resa possibile grazie ad una sorta di “telescopio naturale”, ossia l’effetto della lente gravitazionale dovuta ad una galassia interposta lungo la linea di vista. I ricercatori hanno poi costruito un modello per simulare gli effetti previsti dalla relatività generale per studiare la distribuzione di enormi “incubatrici stellari” presenti nella galassia. I risultati suggeriscono, per la prima volta, l’esistenza di un buco nero supermassiccio nel cuore della galassia lente.

NAOJ: ALMA uses ‘Natural Telescope’ to Image Monstrous Galaxy near the Edge of the Universe

ALMA: Gravity-Aided ALMA Maps Distant Monstrous Galaxy

arXiv: High-resolution ALMA observations of SDP.81. I. The innermost mass profile of the lensing elliptical galaxy probed by 30 milli-arcsecond images

Getti radio dal merging galattico

Grazie ad una serie di osservazioni condotte con lo strumento Wide Field Camera 3 (WFC3) a bordo del telescopio spaziale Hubble, un gruppo di astronomi ha studiato la relazione tra le galassie interagenti e l’attività dei buchi neri supermassicci che risiedono nei loro nuclei. I risultati, che saranno pubblicati su Astrophysical Journal, suggeriscono che i getti relativistici sono il risultato della fusione (merging) dei buchi neri.