“Qualcosa di simile non è mai stato visto in nessuna parte dell’universo” dicono gli scienziati.
C’è un mostro invisibile a piede libero, che attraversa lo spazio intergalattico così velocemente che se fosse nel nostro sistema solare, potrebbe viaggiare dalla Terra alla Luna in 14 minuti.
Questo buco nero supermassiccio, che pesa fino a 20 milioni di Soli, ha lasciato dietro di sé una “scia” di stelle appena nate lunga 200.000 anni luce, il doppio del diametro della nostra galassia, la Via Lattea. È probabilmente il risultato di una rara e bizzarra partita a biliardo galattico tra tre enormi buchi neri.
Invece di inghiottire le stelle davanti a sé, come un Pac-Man cosmico, il veloce buco nero sta scavando nel gas di fronte ad esso per innescare la formazione di nuove stelle lungo uno stretto corridoio.
“Qualcosa di simile non è mai stato visto in nessuna parte dell’universo”, ha detto Pieter van Dokkum, professore di astronomia e fisica all’Università di Yale.
“Sappiamo da molto tempo che i buchi neri supermassicci esistono ed era stato previsto per circa 50 anni che a volte potevano essere espulsi dalle galassie. Se confermata, questa sarebbe la prima prova di un buco nero supermassiccio in fuga, dimostrando questa previsione”.
“Pensiamo di vedere una scia dietro il buco nero dove il gas si raffredda ed è in grado di formare stelle. Quindi, stiamo osservando la formazione stellare che segue il buco nero”, ha detto van Dokkum.
“Quello che stiamo vedendo sono le conseguenze. Come la scia dietro una nave, stiamo vedendo la scia dietro il buco nero”. La scia deve avere molte nuove stelle, dato che è quasi la metà della galassia ospite a cui è collegata.
Il buco nero si trova ad un’estremità della scia, che si estende fino alla sua galassia madre. C’è un nodo straordinariamente luminoso di ossigeno ionizzato sulla punta più esterna della scia.
I ricercatori ritengono che il gas sia probabilmente scosso e riscaldato dal movimento del buco nero che colpisce il gas, o potrebbe essere la radiazione di un disco di accrescimento attorno al buco nero.
“Il gas di fronte ad esso viene scioccato a causa di questo impatto supersonico ad altissima velocità del buco nero che si muove attraverso il gas. Come funziona esattamente non è davvero noto”, ha detto van Dokkum.
“Questa scoperta è pura serendipità”, ha aggiunto van Dokkum, che stava cercando ammassi globulari in una galassia nana vicina.
“Stavo solo scansionando l’immagine di Hubble e poi ho notato una piccola striscia. Ho subito pensato: “Oh, un raggio cosmico colpisce il rilevatore della fotocamera e causa un artefatto di imaging lineare”. Quando abbiamo eliminato i raggi cosmici ci siamo resi conto che era ancora lì. Non assomigliava a nulla che avessimo mai visto prima”.
Poiché era così strano, van Dokkum e il suo team hanno fatto spettroscopia di follow-up con gli osservatori W. M. Keck alle Hawaii. Descrive la scia stellare come “piuttosto sorprendente, molto, molto luminosa e molto insolita”.
Ciò ha portato alla conclusione che stava osservando le conseguenze di un buco nero che volava attraverso un alone di gas che circonda la galassia ospite.
Questo razzo intergalattico è probabilmente il risultato di collisioni multiple di buchi neri supermassicci.
Gli astronomi sospettano che le prime due galassie si siano fuse forse 50 milioni di anni fa. Ciò ha riunito due buchi neri supermassicci al loro centro. Giravano l’uno intorno all’altro come un buco nero binario.
Poi è arrivata un’altra galassia con il suo buco nero supermassiccio. I tre buchi neri mescolati hanno portato a una configurazione caotica e instabile.
Uno dei buchi neri è stato espulso dalla galassia ospite. Il binario originale potrebbe essere rimasto intatto, o il nuovo buco nero intruso potrebbe aver sostituito uno dei due che erano nel binario originale e aver espulso il compagno precedente.
Quando il singolo buco nero è stato espulso in una direzione, i buchi neri binari sono stati lanciati nella direzione opposta.
C’è una caratteristica vista sul lato opposto della galassia ospite che potrebbe essere il buco nero binario in fuga.
La prova circostanziale di ciò è che non vi è alcun segno di un buco nero attivo rimasto nel nucleo della galassia.
Il prossimo passo è fare osservazioni di follow-up con il James Webb Space Telescope della NASA e il Chandra X-ray Observatory per confermare la spiegazione del buco nero.
Il prossimo telescopio spaziale romano Nancy Grace della NASA avrà una visione grandangolare dell’universo con la squisita risoluzione di Hubble.
Come telescopio per survey, le osservazioni romane potrebbero trovare più di queste rare e improbabili “strisce stellari” altrove nell’universo.
Ciò potrebbe richiedere l’apprendimento automatico utilizzando algoritmi che sono molto bravi a trovare forme strane specifiche in un mare di altri dati astronomici, secondo van Dokkum.
Crediti: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)
