Buchi neri, cena per due

Scoperti due buchi neri all’interno di due galassie che si stanno fondendo e vicinissimi tra loro. È un anteprima di quel che succederà alla la Via lattea e alla galassia di Andromeda, che si uniranno in un solo oggetto compatto.

Gli scienziati hanno scoperto due buchi neri supermassicci che crescono simultaneamente in una coppia di galassie che si stano fondendo tra loro.

Questi giganti super-affamati sono i più vicini che gli scienziati abbiano mai osservato in più lunghezze d’onda. Inoltre, la nuova ricerca rivela che i buchi neri binari e le fusioni di galassie che li creano potrebbero essere sorprendentemente comuni nell’Universo.

I risultati della nuova ricerca sono stati pubblicati oggi su The Astrophysical Journal Letters e presentati in una conferenza stampa al 241° meeting dell’American Astronomical Society (AAS) a Seattle, Washington.

A soli 500 milioni di anni luce di distanza dalla Terra nella costellazione del Cancro, UGC4211 è un candidato ideale per studiare gli stadi finali delle fusioni di galassie, che si verificano più frequentemente nell’Universo lontano e, di conseguenza, possono essere difficili da osservare.

Quando gli scienziati hanno usato i ricevitori altamente sensibili da 1,3 mm del telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) per guardare in profondità nei nuclei galattici attivi della fusione – aree compatte e altamente luminose nelle galassie causate dall’accrescimento di materia attorno ai buchi neri centrali – hanno trovato non uno, ma due buchi neri che divorano golosamente i sottoprodotti della fusione. Sorprendentemente, stavano cenando fianco a fianco a soli 750 anni luce  di distanza tra loro.

Michael Koss, ricercatore senior presso Eureka Scientific e autore principale della nuova ricerca, spiega che l’uso di ALMA è stato un punto di svolta e che trovare due buchi neri così vicini nell’Universo vicino potrebbe aprire la strada a ulteriori studi sul fenomeno eccitante.

“ALMA è unico in quanto può vedere attraverso grandi nubi di gas e polvere e raggiungere una risoluzione spaziale molto elevata. Il nostro studio ha identificato una delle coppie più vicine di buchi neri in una fusione di galassie, e poiché sappiamo che le fusioni di galassie sono molto più comuni nell’Universo distante, anche queste binarie di buchi neri potrebbero essere molto più comuni di quanto si pensasse in precedenza”.

Se le coppie di buchi neri binari accoppiati sono davvero comuni, come sostengono Koss e il team, potrebbero esserci implicazioni significative per le future rilevazioni di onde gravitazionali.

Ezequiel Treister, astronomo dell’Universidad Católica de Chile e co-autore della ricerca, ha dichiarato: “Potrebbero esserci molte coppie di buchi neri supermassicci in crescita nei centri delle galassie che non siamo stati in grado di identificare finora. Se questo è il caso, nel prossimo futuro osserveremo frequenti eventi di onde gravitazionali causati dalle fusioni di questi oggetti in tutto l’Universo”.

L’abbinamento dei dati di ALMA con osservazioni a più lunghezze d’onda di altri potenti telescopi come Chandra, Hubble, il VLT (Very Large Telescope) dell’ESO e Keck ha aggiunto dettagli a un racconto già avvincente.

“Ogni lunghezza d’onda racconta una parte diversa della storia. Mentre le immagini ottiche terrestri ci hanno mostrato l’intera galassia in fusione, Hubble ci ha mostrato le regioni nucleari ad alta risoluzione. Le osservazioni a raggi X hanno rivelato che c’era almeno un nucleo galattico attivo nel sistema”, ha detto Treister.

“E ALMA ci ha mostrato la posizione esatta di questi due buchi neri supermassicci in crescita e affamati. Tutti questi dati insieme ci hanno dato un quadro più chiaro di come le galassie come la nostra diventeranno in futuro”.

Finora, gli scienziati hanno studiato per lo più solo le prime fasi delle fusioni di galassie. La nuova ricerca potrebbe avere un profondo impatto sulla nostra comprensione dell’imminente fusione della Via Lattea con la vicina galassia di Andromeda.

Koss ha dichiarato: “La collisione Via Lattea-Andromeda è nelle sue fasi iniziali e si prevede che si verifichi in circa 4,5 miliardi di anni. Quello che abbiamo appena studiato è una sorgente nella fase finale della collisione, quindi ciò che stiamo vedendo presagisce quella fusione e ci dà anche un’idea della connessione tra i buchi neri che si fondono e crescono e alla fine producono onde gravitazionali”.

“Questa affascinante scoperta mostra la potenza di ALMA e come l’astronomia multi-lunghezza d’onda possa generare importanti risultati che espandono la nostra comprensione dell’universo, compresi i buchi neri, i nuclei galattici attivi, l’evoluzione delle galassie e altro ancora”, dice Joe Pesce, direttore del programma NSF per il National Radio Astronomy Observatory.

“Con l’avvento dei rivelatori di onde gravitazionali, abbiamo l’opportunità di espandere ulteriormente i nostri poteri osservativi combinando tutte queste capacità. Non penso che ci sia davvero un limite a ciò che possiamo imparare”.

 

Immagine: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); M. Weiss (NRAO/AUI/NSF)