Buco nero a crescita estremamente rapida in controtendenza con la teoria

Un team internazionale di ricerca ha scoperto un buco nero supermassiccio che cresce rapidamente mentre irradia raggi X e onde radio brillanti. Questa combinazione di caratteristiche contraddice i modelli attuali di crescita dei buchi neri, richiedendo agli astronomi di cercare una nuova spiegazione.

I buchi neri supermassicci, con una massa da milioni a miliardi di volte quella del Sole, si trovano al centro della maggior parte delle galassie.

Crescono attirando il gas circostante. Mentre il gas spirala verso l’interno, può alimentare una regione compatta di plasma caldo nota come corona, che emette raggi X.

Alcuni buchi neri supermassicci formano anche un getto di materiale in uscita che emette fortemente alle lunghezze d’onda radio.

Ma se il gas cade troppo rapidamente verso un buco nero supermassiccio, la radiazione del gas inizia a respingere il materiale che scorre dietro di esso, facendo rallentare il flusso.

Questo imposta un “Limite di Eddington” autoregolante, un limite di velocità su quanto velocemente il gas può entrare.

Come la maggior parte dei limiti di velocità, il limite di Eddington a volte viene superato, permettendo un rapido accumulo di massa su brevi tempi cosmici.

Per verificare se una tale crescita estrema avvenga nell’Universo primordiale, un team guidato da scienziati dell’Università di Waseda e dell’Università di Tohoku ha utilizzato il telescopio Subaru per misurare il moto del gas attorno a un buco nero supermassiccio che esisteva quando l’Universo aveva meno di 1,5 miliardi di anni e ha scoperto che sta accumulando gas a 13 volte il Limite di Eddington.

Ancora più sorprendentemente, l’oggetto emette anche raggi X e onde radio luminose.

Nei modelli attuali, l’accrescimento super-Eddington dovrebbe modificare il flusso di gas e sopprimere la produzione di raggi X e onde radio.

Questa combinazione inaspettata suggerisce meccanismi fisici non ancora completamente catturati dai modelli attuali di accumulazione estrema.

Il team pensa che l’oggetto sia in una fase di transizione di breve durata.

Un’improvvisa esplosione di gas in ingresso potrebbe aver spinto il sistema in uno stato super-Eddington, mentre una corona a raggi X luminosa e un forte getto emettente di onde radio sono rimasti energizzati simultaneamente per un tempo limitato prima che il sistema si stabilizzi verso un regime più tipico.

Questa scoperta offre uno sguardo raro sulla crescita variabile nel tempo dei buchi neri nell’Universo primordiale—un passo importante verso la comprensione della rapida crescita dei buchi neri massicci.

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