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Nuove scoperte sulla nascita dei Buchi neri supermassicci

Nascita di un Buco Nero super massiccio

Come sono nati i Buchi Neri supermassicci? Un team di ricerca guidato da scienziati dell’Università di Cardiff afferma di essere più vicino a capire come nasce un buco nero supermassiccio (SMBH) grazie a una nuova tecnica che ha permesso loro di zoomare su uno di questi enigmatici oggetti cosmici in un dettaglio senza precedenti.

Gli scienziati non sono sicuri se gli SMBH si siano formati nelle condizioni estreme poco dopo il big bang, in un processo definito ‘collasso diretto’, o se siano cresciute molto più tardi da buchi neri ‘seme’ risultanti dalla morte di stelle massicce.

Se la prima situazione fosse vera, gli SMBH nascerebbero con masse estremamente grandi – da centinaia di migliaia a milioni di volte più massicce del nostro Sole – e avrebbero una dimensione minima fissa.

Se fosse vera la seconda, gli SMBH inizierebbero con l’essere relativamente piccoli, circa 100 volte la massa del nostro Sole, e comincerebbero a crescere nel tempo nutrendosi delle stelle e delle nubi di gas che vivono intorno a loro.

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Gli astronomi hanno a lungo cercato di trovare gli SMBH di massa più bassa, che sono gli anelli mancanti necessari per decifrare questo problema.

buco nero supermassiccio

In uno studio pubblicato oggi, il team guidato da Cardiff ha spinto i confini, rivelando uno dei SMBH di massa più bassa mai osservati al centro di una galassia vicina, che pesa meno di un milione di volte la massa del nostro sole.

L’ SMBH vive in una galassia che è familiarmente conosciuta come “il fantasma di Mirach”, per la sua vicinanza a una stella molto luminosa chiamata Mirach, che le conferisce un’ombra spettrale.

I risultati sono stati ottenuti utilizzando una nuova tecnica con l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un telescopio all’avanguardia situato in alto sull’altopiano di Chajnantor, sulle Ande cilene, che viene utilizzato per studiare la luce di alcuni degli oggetti più freddi dell’Universo.

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“L’SMBH nel Fantasma di Mirach sembra avere una massa all’interno della gamma prevista dai modelli a ‘collasso diretto’”, ha detto il dottor Tim Davis della Scuola di Fisica e Astronomia dell’Università di Cardiff.

“Sappiamo che è attualmente attivo e che inghiotte gas, quindi alcuni dei modelli più estremi di ‘collasso diretto’ che fanno solo SMBH molto massicce non possono essere veri.

“Questo da solo non è sufficiente per distinguere definitivamente la differenza tra il quadro del ‘seme’ e il ‘collasso diretto’ – abbiamo bisogno di capire le statistiche per questo – ma questo è un enorme passo nella giusta direzione”.

I buchi neri sono oggetti che sono crollati sotto il peso della gravità, lasciando dietro di sé piccole ma incredibilmente dense regioni di spazio da cui nulla può sfuggire, nemmeno la luce.

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Un SMBH è il più grande tipo di buco nero che può avere centinaia di migliaia, se non miliardi, di volte la massa del Sole.

Si ritiene che quasi tutte le grandi galassie, come la nostra Via Lattea, contengano un SMBH situato al suo centro.

“Gli SMBH sono stati trovati anche in galassie molto lontane, apparse poche centinaia di milioni di anni dopo il big bang”, ha detto il Dr. Marc Sarzi, un membro del team del Dr. Davis dell’Osservatorio e Planetario di Armagh.

“Questo suggerisce che almeno alcuni SMBH avrebbero potuto crescere molto massicci in un tempo molto breve, il che è difficile da spiegare secondo modelli per la formazione e l’evoluzione delle galassie”.

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“Tutti i buchi neri crescono man mano che inghiottono le nubi di gas e disturbano le stelle che si avventurano troppo vicino a loro, ma alcuni hanno una vita più attiva di altri”.

“Cercare i più piccoli SMBH nelle galassie vicine potrebbe quindi aiutarci a rivelare come iniziano i SMBH”, ha continuato il dottor Sarzi.

Nel loro studio, il team internazionale ha utilizzato nuovissime tecniche per zoomare più che mai nel cuore di una piccola galassia vicina, chiamata NGC404, permettendo loro di osservare le vorticose nubi di gas che circondavano il SMBH al suo centro.

Il telescopio ALMA ha permesso al team di risolvere le nubi di gas nel cuore della galassia, rivelando dettagli di soli 1,5 anni luce di diametro, rendendo questa una delle mappe di gas a più alta risoluzione mai realizzate di un’altra galassia.

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La possibilità di osservare questa galassia con una risoluzione così elevata ha permesso al team di superare un decennio di risultati contrastanti e di rivelare la vera natura del SMBH al centro della galassia.

“Il nostro studio dimostra che con questa nuova tecnica possiamo davvero iniziare ad esplorare sia le proprietà che le origini di questi misteriosi oggetti”, ha continuato il dottor Davis.

“Se c’è una massa minima per un buco nero supermassiccio, non l’abbiamo ancora trovata”.

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