Una grande galassia ellittica nel centro dell’ammasso di galassie PKS 0745-19. Crediti: X-ray: NASA/CXC/Stanford/Hlavacek-Larrondo, J. et al; Optical: NASA/STScI.
Alcuni dei più grandi buchi neri nell’Universo possono effettivamente essere ancora più grandi di quanto si era pensato inizialmente. Questo è quanto è emerso da uno studio ottenuto dai dati di Chandra X-Ray Observatory della NASA.
I ricercatori astronomi sanno da tempo dell’esistenza di una classe di buchi neri di più grandi dimensioni, che vengono definiti buchi neri supermassicci. Tipicamente questi buchi neri, che si trovano nel centro delle galassie, hanno masse comprese tra pochi milioni fino ad alcuni miliardi di masse solari.
Questa ricerca ha preso in esame le galassie più luminose di un campione di diciotto ammassi di galassie per individuare i buchi neri maggiori. Il lavoro suggerisce che almeno dieci delle galassie contiene un buco nero supermassiccio, con massa compresa tra 10 e 40 miliardi di volte quella del nostro Sole. Gli astronomi si riferiscono ai buchi neri di questi dimensioni come ai “buchi neri ultramassicci” e ne conoscono solo alcuni esempi che sono stati recentemente confermati.
“I nostri risultati mostrano che ci possono essere molti più buchi neri ultramassicci nell’universo di quanto si pensava in precedenza” ha affermato il leader del gruppo di ricercatori dell’articolo, Julie Hlavacek, del Larrondo of Stanford University e in precedenza della Cambridge University nel Regno Unito.
I ricercatori hanno fatto una stima delle masse dei buchi neri supermassicci del campione utilizzando una relazione oramai ben nota tra la massa dei buchi neri e la quantità di onde X e radio che essi generano. Tale relazione, chiamata il piano fondamentale dell’attività del buco nero, fitta i dati sui buchi neri con le loro masse che variano tra le 10 masse solari e un miliardo di masse solari.
Le masse dei buchi neri derivate dagli studi di Hlavacek-Larrando e dai loro colleghi erano circa 10 volte più grandi di quelle ottenute con le relazioni standard tra la massa del buco nero e le proprietà delle loro galassie che li ospitano. Una di queste relazioni riguarda una correlazione tra la massa del buco nero e la luminosità infrarossa della regione centrale, o bulge, della galassia.
“Questi risultati potrebbero dirci che la nostra conoscenza dei buchi neri supermassicci e la loro co-esistenza con le galassie ospiti sono ancora non ben conosciute” ha affermato il co-autore dell’articolo, Andrew Fabian della Cambridge University. “Sembra che il comportamento di questi immensi buchi neri debba essere diverso da quello dei loro cugini meno massicci in una modo davvero considerevole”.
Tutti questi potenziali buchi neri ultramassicci individuati in questo lavoro e che si trovano al centro delle galassie negli ammassi di galassie massicci contengono enormi quantità di gas caldo. Gli outbust (o esplosioni) alimentati dai buchi neri centrali sono necessari per evitare che questo gas caldo si raffreddi e formi un enorme numero di stelle. Per potenziare gli outbust i buchi neri possono fagocitare una grande quantità di massa sottoforma di gas caldo. Poichè i buchi neri maggiori devono fagocitare enormi quantità di massa e dare energia agli outbust più intensi, i buchi neri ultramassicci erano già stati previsti dalla teoria e dovevano trovarsi nell’universo per poter spiegare alcuni degli outburst più potenti osservati in natura. L’ambiente estremo sperimentato da queste galassie potrebbe spiegare perchè non sia possibile applicare le relazioni standard per la stima delle masse dei buchi neri supermassicci.
Questi risultati possono essere solo confermati dalla stime dettagliate della massa dei buchi neri nel campione, con l’osservazione e con il modellare i moti delle stelle e del gas nelle vicinanze dei buchi neri. Un tale studio è stato portato avanti per i buchi neri nel centro della galassia M87, la galassia centrale dell’Ammasso della Vergione, l’ammasso di galassie più vicino alla Terra. La massa del buco nero supermassiccio di M87, ottenuta dal moto delle stelle, è significativamente più alto della stima che si ricava dai dati infrarossi, corrisponde approssimativamente alla massa del buco nero stimata dagli autori di questa ricerca fatta con Chandra.
“Il nostro prossimo obiettivo è la misura della massa di questi buchi neri mostruosi, in un modo simile a quello di M87, e confermare che sono ultramassicci. Non sarei sorpreso se si arrivasse a trovare i più grandi buchi neri nell’Universo” ha affermato Hlavacek-Larrondo. “Se i nostri risultati verranno confermati, allora tali risultati avranno importanti implicazioni per comprendere la formazione e l’evoluzione dei buchi neri su scale di tempo cosmiche”.
Oltre ai raggi X studiati da Chandra, il nuovo studio utilizza anche i dati nel radio ottenuti dal Karl G. Jansky Very Large Array (JVLA) dell’NSF e dall’Australia Telescope Compact Array (ATCA) e i dati infrarossi da 2 Micron All-Sky Survey (2MASS).
I risultati sono stati pubblicati nel luglio 2012 sul The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Per ulteriori informazioni si visiti il sito di Chandra: http://www.nasa.gov/chandra e http://chandra.si.edu .
Fonte NASA -Monster Black Holes – http://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/news/ultra_black_holes.html e http://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/multimedia/monsterbh.html
Sabrina
