Rilevato il “buco nero più massiccio mai scoperto”

Il colosso cosmico è vicino al limite superiore teorico di ciò che è possibile nell’universo ed è 10.000 volte più pesante del buco nero al centro della nostra galassia, la Via Lattea.

Gli astronomi hanno scoperto potenzialmente il buco nero più massiccio mai rilevato.

Il colosso cosmico è vicino al limite superiore teorico di ciò che è possibile nell’universo ed è 10.000 volte più pesante del buco nero al centro della nostra galassia, la Via Lattea.

Esiste in una delle galassie più massicce mai osservate, il Ferro di Cavallo Cosmico, che è così grande da distorcere lo spazio-tempo e deformare la luce di passaggio di una galassia di sfondo in un gigantesco anello di Einstein a forma di ferro di cavallo.

Tale è l’enormità delle dimensioni del buco nero ultramassiccio, che equivale a 36 miliardi di masse solari, secondo un nuovo articolo pubblicato oggi su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Si pensa che ogni galassia dell’universo abbia un buco nero supermassiccio al centro e che le galassie più grandi ne ospitino di più grandi, noti come buchi neri ultramassicci.

“Questo è tra i primi 10 buchi neri più massicci mai scoperti, e molto probabilmente il più massiccio”, ha detto il ricercatore professor Thomas Collett, dell’Università di Portsmouth.

“La maggior parte delle altre misurazioni della massa dei buchi neri sono indirette e hanno incertezze piuttosto grandi, quindi non sappiamo con certezza quale sia la più grande. Tuttavia, abbiamo molte più certezze sulla massa di questo buco nero grazie al nostro nuovo metodo”.

I ricercatori hanno rilevato il buco nero Cosmic Horseshoe utilizzando una combinazione di lenti gravitazionali e cinematica stellare (lo studio del moto delle stelle all’interno delle galassie e della velocità e del modo in cui si muovono intorno ai buchi neri).

Quest’ultimo è visto come il gold standard per misurare le masse dei buchi neri, ma in realtà non funziona al di fuori dell’universo molto vicino perché le galassie appaiono troppo piccole nel cielo per risolvere la regione in cui si trova un buco nero supermassiccio o ultramassiccio.

L’aggiunta della lente gravitazionale ha aiutato il team a “spingersi molto più lontano nell’universo”, ha detto il professor Collett.

“Abbiamo rilevato l’effetto del buco nero in due modi: sta alterando il percorso che la luce prende mentre viaggia oltre il buco nero e sta causando il movimento delle stelle nelle regioni interne della sua galassia ospite in modo estremamente rapido (quasi 400 km/s).

“Combinando queste due misurazioni possiamo essere completamente sicuri che il buco nero sia reale”.

Il ricercatore principale, il dottorando Carlos Melo, dell’Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) in Brasile, ha aggiunto: “Questa scoperta è stata fatta per un buco nero ‘dormiente’, che non sta attivamente accrescendo materiale al momento dell’osservazione.

“La sua rilevazione si è basata esclusivamente sulla sua immensa attrazione gravitazionale e sull’effetto che ha sull’ambiente circostante.

“Ciò che è particolarmente eccitante è che questo metodo ci permette di rilevare e misurare la massa di questi buchi neri ultramassicci nascosti in tutto l’universo, anche quando sono completamente silenziosi”.

Un’altra immagine del Ferro di Cavallo Cosmico, ma con la coppia di immagini di una seconda sorgente di sfondo evidenziata. La debole immagine centrale si forma vicino al buco nero, che è ciò che ha reso possibile la nuova scoperta.

NASA/ESA/Tian Li (Università di Portsmouth)

Il buco nero cosmico a ferro di cavallo si trova molto lontano dalla Terra, a una distanza di circa 5 miliardi di anni luce.

“In genere, per tali sistemi remoti, le misurazioni della massa del buco nero sono possibili solo quando il buco nero è attivo”, ha detto Melo. “Ma queste stime basate sull’accrescimento spesso comportano incertezze significative.

“Il nostro approccio, che combina un forte lensing con la dinamica stellare, offre una misurazione più diretta e robusta, anche per questi sistemi distanti”.

La scoperta è significativa perché aiuterà gli astronomi a capire la connessione tra i buchi neri supermassicci e le loro galassie ospiti.

“Pensiamo che la dimensione di entrambi sia intimamente legata”, ha aggiunto il professor Collett, “perché quando le galassie crescono possono incanalare la materia verso il buco nero centrale.

“Parte di questa materia fa crescere il buco nero, ma molta di essa brilla in una sorgente incredibilmente luminosa chiamata quasar. Questi quasar scaricano enormi quantità di energia nelle loro galassie ospiti, il che impedisce alle nubi di gas di condensarsi in nuove stelle”.

La nostra galassia, la Via Lattea, ospita un buco nero di 4 milioni di masse solari. Attualmente non sta crescendo abbastanza velocemente da emettere energia come un quasar, ma sappiamo che lo ha fatto in passato, e potrebbe farlo di nuovo in futuro.

La galassia di Andromeda e la nostra Via Lattea si stanno muovendo insieme e si prevede che si fonderanno in circa 4,5 miliardi di anni, che è il momento più probabile per il nostro buco nero supermassiccio di diventare di nuovo un quasar, dicono i ricercatori.

Una caratteristica interessante del sistema cosmico a ferro di cavallo è che la galassia ospite è un cosiddetto gruppo fossile.

I gruppi fossili sono lo stato finale delle strutture gravitazionalmente legate più massicce dell’universo, che si verificano quando sono collassate in una singola galassia estremamente massiccia, senza compagne luminose.

“È probabile che tutti i buchi neri supermassicci che erano originariamente nelle galassie compagne si siano fusi per formare il buco nero ultramassiccio che abbiamo rilevato”, ha detto il professor Collett.

“Quindi stiamo vedendo lo stato finale della formazione delle galassie e lo stato finale della formazione dei buchi neri”.

La scoperta del buco nero Cosmico a ferro di cavallo è stata in qualche modo una scoperta fortuita. È avvenuto mentre i ricercatori stavano studiando la distribuzione della materia oscura della galassia nel tentativo di saperne di più sulla misteriosa sostanza ipotetica.

Ora che si sono resi conto che il loro nuovo metodo funziona per i buchi neri, sperano di utilizzare i dati del telescopio spaziale Euclid dell’Agenzia spaziale europea per rilevare più buchi neri supermassicci e i loro ospiti per aiutare a capire come i buchi neri impediscono alle galassie di formare stelle.

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