Per la maggior parte delle persone, la prospettiva di misurare la massa esatta di oggetti spaziali giganti che viaggiano nell'universo sembra irreale. Ma, dopo aver installato nel nord del Cile l'ultima antenna del radiotelescopio ALMA, che funziona con lunghezze d'onda sia millimetriche che submillimetriche, questo compito è diventato abbastanza gestibile. Il campo di antenna del gigante ALMA occupa 16 chilometri del deserto di Atacama e unisce 66 antenne. Lavorano tutti insieme, come un enorme telescopio di alta precisione. Tuttavia, determinare la massa esatta dei buchi neri supergiganti situati a distanze di milioni di anni luce dalla superficie della Terra è tutt'altro che semplice.
Dove si nascondono i buchi neri?
Gli astronomi hanno da tempo rivelato che tali corpi cosmici, che possiedono una massa gigantesca, sono nascosti all'interno dei nuclei della maggior parte delle galassie. Questi oggetti si sono formati come risultato dell'evoluzione delle loro galassie ospiti, nel corso di lunghi miliardi di anni. E il loro studio è un compito prioritario dell'astrofisica moderna. I buchi neri danno un grande contributo alla formazione di nuove stelle. Loro, come tutti gli oggetti viventi dell'Universo, gradualmente crescono e si evolvono, avendo un impatto significativo sul mezzo interstellare. Ci sono diversi modi per determinare la massa di questi whopper. Per selezionare ciascuno di essi, vengono valutati determinati criteri: la distanza dell'oggetto, il tipo di galassia e altri.
Mostro nella Via Lattea
La nostra Via Lattea ha anche un buco nero supermassiccio nel suo nucleo. Fu vista nella costellazione del Sagittario, come una potente fonte di onde radio. Gli astronomi, usando incredibilmente accurati telescopi a infrarossi, erano in grado di tracciare le traiettorie di altre stelle attorno a questo punto, irradiando le onde radio più potenti. Come risultato di tali studi, la massa di questo buco nero, che è 4 milioni di volte la massa della nostra stella, il Sole, era determinata.
È possibile misurare i buchi neri nella struttura dei nuclei delle galassie distanti?
Misurare la massa del mostro cosmico più vicino alla Terra non è così difficile per gli astrofisici moderni. Dopo tutto, si trova molto vicino ai nostri osservatori terrestri - "solo" 25 mila anni luce. Che ne dici di determinare la dimensione e la massa dei buchi neri nascosti nei nuclei di altre galassie? Sono così lontani dalla Terra che misurare la velocità di rotazione delle stelle nei loro nuclei è impossibile anche con l'uso di telescopi a infrarossi. Gli scienziati provano questo metodo: trovano oggetti radio-luminosi di mega-cacciatori (generatori quantici che emettono onde elettromagnetiche nell'intervallo di centimetri) e li guardano muoversi nel centro - il buco nero. I Megamasers hanno il ruolo di un faro, ma sfortunatamente per gli astronomi, non sono in tutte le galassie.
Viene anche praticato un altro metodo: lo studio del movimento dei gas ionizzati all'interno dei nuclei galattici. Esiste un algoritmo per calcolare la massa di buchi neri in base alla velocità di movimento di tali nubi di gas. Questo metodo può essere utilizzato solo per misurare oggetti in galassie ellittiche ed è completamente inadatto per determinare la massa di buchi neri supermassicci nascosti nei nuclei di galassie a forma di spirale. La possibilità di tali misurazioni ha solo il super-gigante telescopio ALMA.
Che cosa ha imparato il telescopio ALMA?
La galassia a spirale NGC 1097, che si trova a circa 45 milioni di anni luce da noi e si trova nella costellazione dell'emisfero meridionale Pec, si è interessata di recente a un gruppo di scienziati guidati da Kyoko Onishi. Hanno studiato la configurazione e la velocità di movimento attorno al nucleo delle molecole di due sostanze: acido cianidrico (HCN), formylium (HCO +). Quindi, utilizzando modelli di computer sviluppati con il telescopio ALMA, sono stati in grado di accertare che tali indicatori sono caratteristici dei buchi neri che pesano 140 milioni di masse solari. Si scopre che il buco nero della galassia NGK 1097 è supermassiccio. È 35 volte più grande del nostro, situato nella Via Lattea.
Questo studio è stato il primo ad essere eseguito utilizzando ALMA in una galassia a forma di spirale con un ponticello. Ora l'astrofisica, usando questo modello, sarà in grado di misurare altri enormi oggetti spaziali. Questi studi aiuteranno l'umanità a capire come si influenzano a vicenda e altri corpi cosmici.
