I buchi neri possono “cucinare” da soli

Gli astronomi hanno compiuto un passo cruciale nel dimostrare che i buchi neri più massicci dell’universo possono creare i propri pasti.

I dati del Chandra X-ray Observatory della NASA e del Very Large Telescope (VLT) forniscono nuove prove che le esplosioni dei buchi neri possono aiutare a raffreddare il gas per alimentarsi.

Questo studio si è basato sulle osservazioni di sette ammassi di galassie. I centri degli ammassi di galassie contengono le galassie più massicce dell’universo, che ospitano enormi buchi neri con masse che vanno da milioni a decine di miliardi di volte quella del Sole. I getti di questi buchi neri sono guidati dai buchi neri che banchettano con il gas.

Queste immagini mostrano due degli ammassi di galassie oggetto dello studio, l’ammasso di Perseo e l’ammasso del Centauro.  I dati di Chandra rappresentati in blu rivelano raggi X provenienti da filamenti di gas caldo, e i dati del VLT, un telescopio ottico in Cile, mostrano filamenti più freddi in rosso.

I risultati supportano un modello in cui le esplosioni dai buchi neri innescano il raffreddamento del gas caldo e formano stretti filamenti di gas caldo. Anche la turbolenza nel gas gioca un ruolo importante in questo processo di innesco.

Secondo questo modello, parte del gas caldo in questi filamenti dovrebbe poi fluire verso i centri delle galassie per alimentare i buchi neri, provocando un’esplosione.

L’esplosione provoca il raffreddamento di più gas e l’alimentazione dei buchi neri, portando a ulteriori esplosioni.

Questo modello prevede che ci sarà una relazione tra la luminosità dei filamenti di gas caldo e caldo al centro degli ammassi di galassie.

Più specificamente, nelle regioni in cui il gas caldo è più luminoso, anche il gas caldo dovrebbe essere più luminoso. Il team di astronomi ha, per la prima volta, scoperto una tale relazione, fornendo un supporto critico per il modello.

Questo risultato fornisce anche una nuova comprensione di questi filamenti pieni di gas, che sono importanti non solo per alimentare i buchi neri, ma anche per causare la formazione di nuove stelle.

Questo progresso è stato reso possibile da una tecnica innovativa che isola i filamenti caldi nei dati a raggi X di Chandra da altre strutture, comprese le grandi cavità nel gas caldo creato dai getti del buco nero.

La relazione appena scoperta per questi filamenti mostra una notevole somiglianza con quella trovata nelle code delle galassie medusa, a cui è stato strappato via il gas mentre viaggiano attraverso il gas circostante, formando lunghe code.

Questa somiglianza rivela un’inaspettata connessione cosmica tra i due oggetti e implica che un processo simile sta avvenendo in questi oggetti.

Questo lavoro è stato condotto da Valeria Olivares dell’Università di Santiago del Cile, ed è stato pubblicato lunedì su Nature Astronomy ed è disponibile online.

Lo studio ha riunito esperti internazionali in osservazioni e simulazioni ottiche e a raggi X provenienti da Stati Uniti, Cile, Australia, Canada e Italia. Il lavoro si è basato sulle capacità dello strumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) sul VLT, che genera viste 3D dell’universo.