I buchi neri sono alcuni dei fenomeni più interessanti dell'universo. Se vuoi sapere di cosa si tratta, leggi questo post: Cos'è un buco nero? E ora stiamo imparando qualcosa di nuovo e interessante sui buchi neri e sulle leggi dell'universo.
I buchi neri al centro delle galassie sono anche conosciuti come buchi neri supermassicci. I buchi neri si formano quando una stella con una massa almeno 5 volte la massa del Sole esaurisce il suo carburante e, a causa del collasso gravitazionale, cade su se stessa, formando un buco nero. I buchi neri supermassicci possono contenere centinaia di milioni di masse stellari, come il nostro Sole.
Gli astronomi ora sono abbastanza sicuri che questi buchi neri supermassicci siano al centro di quasi tutte le galassie dell'universo. Inoltre, la massa di questi buchi neri è in qualche modo correlata alla massa del resto della galassia. Si formano a stretto contatto tra loro.
Un gruppo di scienziati provenienti da Stati Uniti, Germania e Spagna ha scoperto che i buchi neri supermassicci fermano la formazione di stelle, che si verifica nelle grandi galassie.
Nelle giovani galassie, nuove stelle compaiono molto rapidamente, ma non appena la galassia è completamente formata, questo processo si interrompe. Questo è influenzato dal buco nero supermassiccio, che è al centro di ogni grande galassia e che è milioni di volte più grande del Sole. Ha effetti gravitazionali sulle stelle nella galassia e talvolta amplifica la radiazione dal nucleo attivo della galassia. Gli scienziati ritengono che questa energia spenga la formazione stellare, riscaldando e dissipando il gas che si trasformerebbe in una stella una volta raffreddato.
Gli autori hanno studiato galassie massicce in cui è già stata misurata la massa del buco nero centrale. Per capire come si sono evolute queste galassie, gli scienziati hanno analizzato il loro spettro di emissione utilizzando il telescopio Hobby-Eberley. Confrontando i risultati, gli autori hanno visto che i processi di formazione delle galassie con buchi neri centrali di massa diversa sono molto diversi. Gli astronomi hanno scoperto che queste differenze erano legate solo alla massa del buco nero e non alle dimensioni della galassia o alla sua morfologia.
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“Nelle galassie della stessa massa, ma con masse differenti dei loro buchi neri centrali, il processo di formazione stellare è terminato prima dove i buchi neri erano più massicci e viceversa. Ciò significa che la comparsa di stelle nelle galassie con una massa inferiore di buchi neri centrali ha richiesto più tempo , ha affermato Ignazio Martin-Navarro, Ph. D. in fisica e matematica presso l'Università della California a Santa Cruz.
Gli autori notano che in precedenza non era possibile ottenere tali risultati, perché il tempo del corso di tutti i processi è molto diverso: le stelle possono formarsi nell'arco di centinaia di milioni di anni, mentre il rilascio di energia dal nucleo galattico attivo può avvenire in un tempo più breve. Tali nuclei differiscono l'uno dall'altro e le loro caratteristiche dipendono da molti fattori: la dimensione del buco nero, il livello di accrescimento del materiale che cade sul buco nero e molti altri.
Buchi neri senza stelle
I buchi neri supermassicci si trovano al centro di molte galassie. Con l'aiuto dei processi che si verificano vicino a loro: la formazione di un disco di accrescimento dalla materia attratta e getti relativistici di getti di plasma, si può spiegare, ad esempio, la radiazione più potente dei quasar. Nell'ultimo decennio sono stati scoperti buchi neri supermassicci, molti dei quali sono miliardi di volte più massicci del Sole, con grandi spostamenti verso il rosso Doppler. Ciò significa che esistevano nel nostro universo solo 800 milioni di anni dopo il Big Bang.
Tuttavia, l'astrofisica moderna ritiene che i buchi neri sorgano come risultato dell'evoluzione delle stelle, quando all'ultimo stadio il residuo di una stella massiccia, che ha perso il suo combustibile termonucleare, si contrae, collassa in un piccolo corpo con una gravità mostruosa. Quindi possono crescere, assorbendo la materia circostante. La presenza di buchi neri così giovani e molto massicci mette in dubbio un simile scenario di formazione, perché allora non c'erano ancora abbastanza stelle che avevano superato l'intero percorso evolutivo.
Gli astrofisici della Western University of Canada hanno sviluppato una teoria sulla formazione di buchi neri supermassicci nell'Universo primordiale come risultato del collasso diretto della materia senza la formazione di stelle. Ne hanno scritto sull'Astrophysical Journal Letters.
Secondo loro, nell'Universo primordiale ci fu un breve periodo di tempo in cui i buchi neri supermassicci potevano formarsi e crescere rapidamente senza la formazione preliminare di una stella, semplicemente trascinando il plasma circostante nel coagulo primario - il "germe". Quindi, a un certo punto, le mutate condizioni hanno interrotto questo processo. In questo caso, i buchi neri si formano molto rapidamente in un intervallo di tempo estremamente breve. Lo scenario di un tale "collasso diretto" si traduce in masse iniziali di buco nero molto più grandi rispetto allo scenario standard "residuo stellare".
Un simile scenario di formazione di buchi neri supermassicci rende possibile spiegare la loro esistenza e le loro enormi masse già in una fase molto precoce dell'evoluzione del nostro Universo.
