Si è aperta la caccia in Sagittarius A* allo sciame di buchi neri galattici.
Secondo uno studio recente, uno sciame di buchi neri più piccoli, potrebbe circondare il gigantesco buco nero nel cuore della nostra galassia.
L’immagine del centro della Via Lattea visto da Chandra con indicate nei cerchietti azzurri le fonti a raggi X. Crediti: Nasa/Cxc/Sao/Nature/Hailey et al.
Nei cuori della maggior parte, se non di tutte, le galassie sono presenti buchi neri supermassicci con masse che vanno da milioni a miliardi di volte quella del Sole. Ad esempio, al centro della nostra galassia, la Via Lattea, si trova il Sagittarius A* , che misura circa 4,5 milioni di masse solari.
Un modo fondamentale in cui gli scienziati pensano che i buchi neri supermassicci crescano, è inghiottendo buchi neri di massa stellare (ovvero della grandezza di pochi soli). Imparare come funziona quel processo di crescita è vitale per comprendere gli effetti che possono avere sull’evoluzione delle galassie ospiti.
Per decenni, gli astronomi hanno cercato fino a 20.000 buchi neri concentrati attorno al nucleo della Via Lattea. Sagittarius A* è circondato da un alone di gas e polvere che fornisce il terreno fertile e perfetto per il formarsi di stelle massicce, che possono quindi dare luogo, con la loro morte, a buchi neri. Inoltre, la potente attrazione gravitazionale di Sagittarius A* può attrarre buchi neri dall’esterno di questo alone.
Chuck Hailey, co-direttore del laboratorio di astrofisica alla Columbia Università di New York è l’autore principale di questo studio.
Questa immagine spettacolare combinata fra VISIBILE, luce infrarossa e raggi X mostra cosa c’è al di là della polvere che oscura il centro del nucleo galattico. – Credits: NASA, ESA, SSC, CXC e STScI
“La Via Lattea è davvero l’unica galassia che possiamo studiare da vicino e capire come i buchi neri supermassicci interagiscono con i loro omologhi più piccoli, questo perché semplicemente non possiamo vedere queste interazioni in altre galassie”, ha detto Hailey.
Tuttavia, fino ad ora, i ricercatori non hanno rilevato una concentrazione così elevata di buchi neri, (che tecnicamente gli studiosi chiamano “cuspide della densità“).
“Ci sono solo circa cinque dozzine di buchi neri conosciuti nell’intera Via Lattea (che ha un’estensione di 100.000 anni luce) e si ipotizzano da 10.000 a 20.000 di questi buchi neri in una regione larga solo sei anni luce (estensione della regione attorno a Sagittarius A*).” ha detto Hailey.
I buchi neri assorbono tutto ciò che vi cade dentro, inclusa la luce, rendendoli difficili da individuare sullo sfondo scuro dello spazio. Per poterli individuare, quindi, è necessario cercare quelli con una compagna da cui gli stessi assorbono materiale fino allo smembramento totale della compagna stessa. In tali sistemi binari, il buco nero lacera il suo partner, emettendo durante questo processo radiazioni.
In passato, i tentativi falliti di trovare la cuspide della densità si focalizzavano sulla ricerca di forti esplosioni di raggi X che si pensassero provenire dall’instabilità nei dischi di accrescimento di gas e polvere che si propagano dalle stelle compagne al buco nero. Tuttavia, il centro galattico si trova a circa 30.000 anni luce dalla Terra, e “i dischi di accrescimento dei buchi neri emettono molto raramente esplosioni di raggi X abbastanza grandi da poter essere viste facilmente a una distanza così grande come quella fra noi e il centro galattico (si ipotizza una volta ogni 100 o anche 1.000 anni).” ha detto Hailey.
Invece, Hailey e i suoi colleghi hanno cercato i raggi X più energici e meno energetici emessi dai dischi di accrescimento quando i sistemi binari sono relativamente inattivi. Usando i dati di archivio dell’osservatorio a raggi X del telescopio Chandra della NASA, hanno rilevato una dozzina di tali raggi X riconducibili a buchi neri con una compagna nel raggio di circa un parsec (1 parsec = 3,26 anni luce) dal nucleo galattico, scoperte riportate nel numero di questo mese di aprile della rivista Nature.
Rappresentazione artistica di un sistema binario – Credits: ESO / L. Calçada.
Analizzando le proprietà e la distribuzione spaziale di questi gruppi di binarie a raggi X, i ricercatori hanno estrapolato che da 300 a 500 binare possono annidarsi nel nucleo della Via Lattea, e possono anche annidarsi circa 10.000 buchi neri isolati senza stelle compagne. “Sono davvero entusiasta di scoprire che ci sono un sacco di buchi neri nel centro galattico”, ha detto Hailey.
Queste scoperte possono anche “far progredire in modo significativo la ricerca sulle onde gravitazionali perché conoscere il numero di buchi neri nel centro di una galassia tipica, può aiutare a prevedere meglio quanti eventi che producono onde gravitazionali possono essere associati a loro”, ha detto Hailey in una nota. “Tutte le informazioni di cui gli astrofisici hanno bisogno, sono al centro della galassia”.
Secondo Hailey tuttavia, fare delle stime sul numero di buchi neri nel nucleo galattico è complicato dal fatto che ci sono probabilmente altre fonti di raggi X dal centro della galassia, come le pulsar. Futuri telescopi a raggi X, potrebbero essere in grado di distinguere questi diversi tipi di sorgenti.
“La prossima generazione di osservatori a raggi X dovrebbe avere occhi molto acuti, come Chandra, ma anche essere in grado di rilevare oggetti molto più deboli nel centro galattico”
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