Lo studio di diverse dozzine di galassie entro un raggio di diversi miliardi di anni luce dal nostro ha rivelato diversi buchi neri che superano molte volte le nostre aspettative su quanto possono crescere. L'ultima ricerca non solo ci aiuta a capire meglio l'evoluzione di questi misteriosi oggetti astrofisici, ma ci apre anche nuove domande interessanti. Ad esempio, come fanno i buchi neri a diventare così incredibilmente massicci?
I buchi neri, che sono il risultato del collasso stellare, non hanno bisogno di presentazioni. Abbiamo sentito che provocano disturbi nello spazio-tempo, abbiamo visto il loro "eruttare" e persino, forse per la prima volta nella storia, quest'anno potremo vederne uno con i nostri occhi. Gli scienziati sono molto interessati ai buchi neri e c'è una ragione molto comprensibile per questo.
“Cosa sono le galassie? Questi sono "mattoni" che sono combinati nel quadro generale dell'Universo. E per capire come si formano ed evolvono, dobbiamo prima capire come funzionano i buchi neri ", afferma la fisica Julia Hlavacek-Larrondo dell'Università di Montreal, in Canada.
Non che i buchi neri stessi semplifichino questo lavoro: è molto difficile capire cosa è impossibile (come ci sembra) vedere direttamente. Pertanto, gli astrofisici stanno cercando altri indizi che permettano loro di scavare più a fondo. Una delle direzioni è la ricerca di una connessione tra le masse dei buchi neri e le galassie in cui si trovano. Se avessimo un modo semplice per confrontare le dimensioni delle galassie con i buchi neri al loro centro, allora, secondo gli scienziati, questo ci farebbe risparmiare molto tempo e fatica nello studio sia del primo che del secondo.
Pertanto, Hlavacek-Larrondo, unendo le forze con altri scienziati provenienti da Canada, Spagna e Regno Unito, ha condotto uno studio su 72 galassie situate entro un raggio di 3,5 miliardi di anni luce da noi, nella speranza di trovare una formula generale che possa semplificare la determinazione della massa. buchi neri nei centri galattici. Gli scienziati hanno condiviso le loro osservazioni negli avvisi mensili della Royal Astronomical Society.
Per stimare la dimensione dei buchi neri stessi, il team ha analizzato lo spettro di raggi X che fuoriesce dai flussi vorticosi di gas caldo dai dischi di accrescimento dei buchi neri, quindi ha confrontato i numeri con la luminosità complessiva della galassia circostante.
Secondo un'ipotesi abbastanza diffusa, più grande è la galassia stessa, più grande può essere il buco nero stesso, situato al centro, ma in pratica tutto si è rivelato non così semplice come previsto.
"Abbiamo scoperto che i buchi neri potrebbero essere molto più grandi della dimensione legale stimata", ha commentato l'autore principale dello studio Mar Mezqua dello Space Science Institute in Spagna.
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Invece della correlazione prevista in massa e dimensioni con le loro galassie, un certo numero di buchi neri ha mostrato una crescita e un guadagno di massa molto più rapidi rispetto al resto dello spazio intorno a loro. Si è scoperto che circa il 40% dei buchi neri studiati ha una massa 10 miliardi o più volte la massa del Sole. Qui però va chiarito che non sono state registrate registrazioni di massa, e il primato appartiene ancora al buco nero della galassia NGC 4889, la cui massa è equivalente a 21 miliardi di masse solari. Inoltre, si sospetta che la galassia S5 0014 + 81, situata a 12,1 miliardi di anni luce di distanza, contenga un vero mostro con una massa di circa 40 miliardi di Soli. Tuttavia, un numero così elevato di buchi neri supermassicci ha fatto sì che gli scienziati si chiedessero come fossero diventati tali.
I ricercatori hanno due ipotesi su questo punteggio: o questi buchi neri apparivano originariamente molto grandi e quindi hanno letteralmente attratto la maggior parte della materia galattica intorno a loro, oppure ci sono gravi lacune nella nostra conoscenza di come le galassie producono buchi neri.
“Sono così grandi perché sono apparsi subito così o sono stati aiutati da condizioni ideali che hanno permesso loro di crescere molto velocemente per diversi miliardi di anni? Al momento non possiamo rispondere a questa domanda”, afferma Mezqua.
Tuttavia, la risposta a questa domanda potrebbe essere contenuta in un altro studio pubblicato nella più grande libreria online di articoli scientifici arXiv.org e in attesa di verifica. Nel suo corso, gli scienziati hanno studiato più di 30.000 galassie situate in un raggio di 12,2 miliardi di anni luce e hanno scoperto che il rapporto tra il tasso di crescita dei buchi neri e il tasso di crescita delle stelle è accelerato con la crescita delle galassie in cui si trovavano gli oggetti in studio. In altre parole, nelle galassie con un gran numero di stelle, i buchi neri erano sempre "voraci".
Un aspetto più generalizzante di questi studi è che esiste davvero una connessione tra la formazione stellare e i buchi neri, ed è molto confusa. Ovviamente saranno necessari più di una dozzina di studi per capirlo meglio. Ma una cosa sta già diventando chiara: senza questi giganti, il nostro universo sarebbe completamente diverso.
Nikolay Khizhnyak
