Alla ricerca di buchi neri nelle galassie fuori mano

I buchi neri sono strane bestie nello zoo cosmico. Vengono in due "tipi": stellare e supermassiccio. È ormai noto che la maggior parte delle galassie ha molti buchi neri di massa stellare sparsi ovunque. Di solito sono creati dalla morte di stelle nelle esplosioni di supernova. A volte si trovano in sistemi binari, in cui un buco nero e una nana bianca o qualche altro tipo di stella stanno facendo una danza orbitale tra loro.

I più grandi buchi neri, i supermassicci, sono nascosti nei cuori delle galassie e contengono la massa di milioni o miliardi di stelle. Trascorrono almeno un po 'del loro tempo a buttar giù materiale nei loro quartieri immediati. La maggior parte dei supermassicci buchi neri che gli astronomi conoscono sono nascosti in galassie che a loro volta sono raggruppate in gruppi. Il più grande trovato finora ha la massa di 21 miliardi di soli e tiene corte nel nucleo di una galassia nel Cluster Coma. Il coma è un enorme conglomerato che si trova a 336 milioni di anni luce di distanza dal

Quello non era l'unico grande là fuori. Gli astronomi hanno anche scoperto un buco nero di 17 miliardi di massa solare ammucchiato nel nucleo di una galassia chiamata NGC 1600, che si trova in una zona di ristagno cosmica dove esistono solo circa 20 galassie. Poiché la maggior parte dei buchi neri davvero grandi vive nelle "grandi città" (cioè in ammassi di galassie ben popolate) trovando questo uno fuori nei bastoni galattici dice agli astronomi che doveva essere successo qualcosa di strano per crearlo nella sua corrente galassia.

Quindi, come si fa a nascondere un mostro buco nero in un ammasso di galassie di piccole città? Una possibile spiegazione è che si è fusa con un altro buco nero ad un certo punto in un lontano passato. All'inizio della storia dell'universo, interazioni galattiche erano molto più comuni, costruendo quelli sempre più grandi da quelli più piccoli.

Quando due galassie si fondono, non solo le loro stelle e il gas e la polvere si mescolano, ma il loro nero centrale i buchi (se li hanno, e la maggior parte delle galassie lo fanno) migrano verso il nucleo del neo-formato, più massiccio galassia. Lì, si orbitano a vicenda, diventando quello che viene chiamato un "buco nero binario". Qualsiasi stella o nuvola di gas e polvere sono in doppio pericolo dall'attrazione gravitazionale di questi buchi neri. Tuttavia, questo materiale può effettivamente rubare slancio dai buchi neri (a condizione che non cada proprio in essi). Quando ciò accade, le stelle fuggono, lasciando i buchi neri con meno slancio. Cominciano ad avvicinarsi, e alla fine si uniscono per creare un buco nero colossale. Continua a crescere divorando il gas incanalato nel nocciolo durante la collisione.

Quindi, come ha fatto il buco nero di NGC 1600 a diventare così massiccio? La spiegazione più probabile è che a un certo punto era estremamente affamato nella sua prima vita, portandolo a succhiare molto gas e altro materiale.

Questo enorme appetito può anche spiegare perché la galassia ospite si trova in un ammasso così piccolo, rispetto ad altri buchi neri supermassicci nelle galassie nel cuore di ammassi molto più grandi. NGC 1600 è la galassia più grande e massiccia del suo gruppo. È anche tre volte più luminoso di qualsiasi altra galassia vicina. Quell'enorme differenza di luminosità non è qualcosa che gli astronomi hanno visto in altri gruppi.

Gran parte del gas della galassia fu consumato molto tempo fa quando il buco nero divampò come un quasar brillante dallo streaming di materiale che è stato riscaldato in plasma incandescente. Nei tempi moderni, il buco nero centrale di NGC 1600 è relativamente silenzioso. In effetti, gli astronomi lo hanno definito un "gigante addormentato". Questo spiega perché non era stato rilevato in precedenti studi sulla galassia. Gli astronomi inciampato in questo enorme mostro quando stavano misurando le velocità delle stelle vicine. L'intenso campo gravitazionale del buco nero influenza i movimenti e le velocità delle stelle. Una volta che gli astronomi erano in grado di misurare quelle velocità, potevano quindi determinare la massa del buco nero.

Gli astronomi hanno utilizzato strumenti speciali presso il Osservatorio dei Gemelli alle Hawaii per studiare la luce proveniente dalle stelle vicino al buco nero in NGC 1600. Alcune di quelle stelle stanno circondando il buco nero e quel movimento si manifesta nel l'impronta digitale di Starlight (chiamata suo spettro). Altre stelle avevano movimenti che sembrano suggerire di essersi avventurati un po 'troppo vicino al buco nero e di essere stati spinti via gravitazionalmente in una linea retta più o meno dal nucleo della galassia. Questo ha senso da allora Telescopio spaziale Hubble i dati hanno anche mostrato che il nucleo è molto debole. Ti aspetteresti che se il buco nero stesse allontanando le stelle da se stesso. È possibile che il nucleo di NGC 1600 abbia espulso abbastanza stelle per produrre 40 miliardi di soli. Ciò dice agli astronomi che c'è un buco nero piuttosto potente e massiccio nascosto nel cuore di questa galassia, che si trova a circa 209 milioni di anni luce dalla Terra.

• I buchi neri esistono in molte galassie. I nuclei di spirali ed ellittiche di solito contengono buchi neri supermassicci.
• La galassia ellittica NGC 1600 ha un buco nero abbastanza massiccio nel suo cuore.
• Gli astronomi stanno lavorando per capire perché questa galassia ha un buco nero così massiccio.

• "Una vista della galassia ellittica gigante NGC 1600." HubbleSite - The Telescope - Hubble Essentials - Informazioni su Edwin Hubble, hubblesite.org/image/3723/news.
• Dunbar, Brian. "Che cos'è un buco nero?" NASA, NASA, 21 maggio 2015, www.nasa.gov/audience/forstudents/k-4/stories/nasa-knows/what-is-a-black-hole-k4.html.
• NASA, NASA, science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/black-holes.