Gli astronomi hanno scoperto una discrepanza piuttosto strana al centro di una galassia lontana: contiene due buchi neri supermassicci, ma uno di questi buchi neri è "nudo" e circondato solo da poche stelle. Al contrario, la sorella di questo buco nero ronza solo da un gruppo di stelle.
Questa scoperta, secondo le osservazioni del Telescopio Spaziale Hubble e dell'Osservatorio a raggi X della NASA Chandra, ha fatto sì che gli astronomi si chiedessero: perché alcuni buchi neri hanno un ammasso di stelle che li circondano, mentre altri ne sono privati? Inoltre, in che modo questo contrasto influisce sull'evoluzione di un buco nero e in che modo questo influenza l'evoluzione di intere galassie?
Come rivela Discovery News, all'inizio di questa settimana, la prima chiave per la strana differenza in SDSS J1126 + 2944 è che questa particolare galassia è il risultato di una fusione di galassie. Le fusioni si verificano quando due (o più) galassie si scontrano e cadono nella trappola della loro reciproca forza di gravità. Alcune stelle sono sparse in uno shock drammatico, ma per la maggior parte, le stelle si mescolano e si depositano (guadagnano il loro posto). (Si ritiene che le galassie massicce come la Via Lattea siano in effetti resti smontati di molte piccole galassie).
Dopo tutto, i buchi neri supermassicci, che si ritiene nascondano nei nuclei della maggior parte delle galassie nell'universo, possono fondersi, creando buchi neri super-supermassicci. Questa è la parte inevitabile della crescita di un buco nero nell'evoluzione delle galassie.
Ma nel caso dell'SDSS K1126 + 2944, i due buchi neri sono ancora a una certa distanza l'uno dall'altro e sono stati presentati in un nuovo studio questa settimana all'American Astronomical Society (AAS) durante il Kissimmee, in Florida, riuniti e pubblicati sull'Astrophysical Journal. I ricercatori hanno gettato tutte le loro forze per capire perché uno dei buchi neri ha una popolazione di stelle - una caratteristica che influenzerà senza dubbio la sua offerta di materia caduta. "Un buco nero affama e ha un numero di volte inferiore a 500 volte meno di un altro buco nero", ha detto la ricercatrice principale Julie Comerford, Colorado, Boulder University. "La domanda è perché c'è una tale discrepanza".
Comerford crede che ci siano due possibilità. Prima di tutto, durante la confluenza di due galassie, le forze di marea e gravitazionali ruppero il vicinato del buco nero e disperdevano le stelle circostanti. Ma c'è un'altra spiegazione piuttosto curiosa che può colmare il vuoto nella nostra conoscenza di come i buchi neri crescono.
In astrofisica, sappiamo che per lo più i buchi neri hanno da 5 a 100 masse solari, che rimangono dietro dopo che una stella massiccia va in una supernova e abbiamo familiarità con buchi neri "supermassicci" in nuclei galattici che hanno una massa da poche centinaia di migliaia a milioni (o anche miliardi) di masse solari. Potresti aver notato che c'è un enorme divario di massa tra questi due tipi di buchi neri. Se i buchi neri partono da piccole dimensioni e diventano più massicci nel tempo, quali tipi di buchi neri formano un ponte tra la massa stellare del buco nero ei mostri supermassicci?
Gli astronomi stavano cercando "masse intermedie" di buchi neri (IMBH) per colmare questa lacuna, e conoscendo la prevalenza della massa stellare e dei buchi neri supermassicci, ci devono essere molti IMBH. Per lo più i buchi neri medi nel loro percorso diventano supermassicci. Ma ci sono solo una manciata di candidati e questo è solo strano. Se le nostre teorie sull'evoluzione di un buco nero sono corrette, non dovremmo avere difficoltà a rintracciare i buchi neri intermedi che cadono nell'intervallo di massa da 100 a un milione di masse solari. I loro valori anomali sono difficili da capire per noi? O la mancanza di dati osservativi è la chiave della loro rarità? Le masse intermedie di buchi neri sono troppo massicci per formarsi quando si esplodono stelle massicce, quindi è probabile che siano oggetti che si sono formati lentamente a seguito di fusioni di buchi neri e processi di accrescimento di massa per miliardi di anni. Alcune osservazioni della bassa luminosità dei nuclei galattici attivi e delle sorgenti di raggi X ultra luminosi (SRI) nelle galassie vicine sono anche importanti indizi su questo problema. Inoltre, si ritiene che le galassie nane contengano buchi neri di massa intermedia nei loro nuclei. Le galassie nane hanno una densità inferiore rispetto alle stelle in galassie più massicce.
Potrebbe essere che un buco nero "nudo" in SDSS J1126 + 2944 sia in realtà una massa intermedia di un buco nero originato all'interno di una galassia nana disassemblata?
"La teoria prevede che i buchi neri intermedi dovrebbero esistere, ma sono difficili da determinare perché non sappiamo esattamente dove guardare", ha detto il co-autore Scott Barous, anch'esso dell'Università del Colorado, Boulder. "Questa insolita galassia può offrire una rara opportunità di guardare una di queste masse intermedie di buchi neri."
