Un buco nero supermassiccio, con una massa 17mld di volte più grande del Sole. La diretta della NASA

Trovato un buco nero supermassiccio in una galassia non lontana dalla nostra. La scoperta mostra che questi oggetti celesti sono forse più diffusi del previsto: è quanto afferma il gruppo internazionale di astronomi che ha firmato lo studio pubblicato su Nature. Il buco nero gigante ha una massa di 17 miliardi di volte quella del sole ed è situato al centro della galassia NGC 1600. La scoperta è ad opera dei ricercatori dell’Università della California a Berkeley nell’ambito del Progetto MASSIVE, grazie ai dati di due gioielli della tecnologia terrestre: l’Hubble Space Telescope della Nasa e il Gemini Telescope alle Hawaii.


NGC 1600 è una galassia ellittica nella costellazione di Eridano.

Si individua 2 gradi a SSW della stella ν Eridani; si tratta di una galassia ellittica gigante, la cui luminosità ci appare debole solo a causa della grandissima distanza. È visibile con un telescopio da 150mm di apertura come una macchia ovaleggiante, estesa in senso nord-sud; strumenti più potenti consentono di individuare nei suoi dintorni numerose altre galassie minori, come NGC 1601 e NGC 1603. La distanza dalla Via Lattea è stimata sui 220 milioni di anni-luce.


 

La campagna osservativa MASSIVE, iniziata nel 2014, è stata promossa e sostenuta dalla National Science Foundation e ha lo scopo di ottenere stime di massa per stelle, materia oscura e buchi neri centrali appartenenti a 100 galassie massicce e vicine. Più precisamente, si occupa di galassie con più di 300 miliardi di masse solari, ed entro 350 milioni di anni luce di distanza dalla Terra.

Un buco nero supermassiccio (o supermassivo) è il più grande tipo di buco nero, con una massa milioni o miliardi di volte superiore a quella del Sole. Si ritiene che quasi tutte le galassie, inclusa la nostra Via Lattea, contengano un buco nero supermassiccio al loro centro. CLICCA QUI’ per la diretta della NASA

buco nero galassia NGC 1600 (1)

Il buco nero supergigante – ha commentato la studiosa Chung-Pei Ma, professoressa presso l’Università della California, nonché a capo della campagna osservativa MASSIVE- si trova in una zona scarsamente popolata, al centro di una galassia ellittica situata nei pressi di un piccolo gruppo di 20 galassie“. Il dubbio che assale la ricercatrice e il suo team è che fino ad ora buchi neri di questa dimensione sono stati trovati solo al centro di grandi galassie e in aree dell’Universo molto popolate.

Chung-Pei Ma

(L’astronoma Chung-Pei Ma dell’Università di Berkeley)

Quando due galassie si fondono ha spiegato Ma-, i loro buchi neri centrali si stabilizzano nel nucleo della nuova galassia e orbitano uno intorno all’altro. Stelle cadenti vicino al buco nero binario, a seconda della loro velocità e la traiettoria, possono effettivamente rubare moto dalla coppia vorticosa e raccogliere abbastanza velocità per sfuggire dal nucleo della galassia. Questa interazione gravitazionale fa sì che i buchi neri si muovano lentamente avvicinandosi, alla fine fondendosi per formare un buco nero ancora più grande. Il buco nero supermassiccio poi continua a crescere inghiottendo gas incanalato al nucleo da collisioni di galassie”.

buco nero galassia NGC 1600 (3)Un aspetto interessante della scoperta è la precisione con cui conosciamo la stima di massa del buco nero di NGC 1600. Mentre quello scoperto nel 2011 all’interno della galassia NGC 4889, nell’ammasso della Chioma, aveva un limite superiore di 21 miliardi di masse solari e un limite inferiore di 3 miliardi di masse solari, la stima per NGC 1600 è molto più precisa, con un intervallo di masse possibili tra 15.5 e 18.5 miliardi di masse solari.

È interessante inoltre notare che le stelle in rotazione attorno al nucleo centrale di NGC 1600 si muovono come se il buco nero appartenesse a un sistema binario. I sistemi di questo tipo sono piuttosto comuni nelle galassie di grandi dimensioni, poiché si ritiene che le galassie crescano attraverso fusioni successive con altre galassie, ognuna delle quali ospita molto probabilmente un buco centrale. Questi buchi neri verrebbero quindi fusi all’interno del nucleo di una nuova e più grande galassia in seguito ad una reciproca danza orbitale, dando luogo a un buco nero più grande ed emettendo onde gravitazionali.



I buchi neri supermassicci hanno alcune interessanti proprietà che li distinguono dai loro simili di minori dimensioni:

– la densità media (intesa come il rapporto tra massa del buco nero e volume racchiuso entro l’orizzonte degli eventi) di un buco nero supermassiccio può essere uguale (per buchi neri di 1,81×108 masse solari) o anche inferiore a quella dell’acqua (per buchi neri di massa maggiore di 1,81×108 masse solari).[5] Infatti, tenendo conto che il raggio di Schwarzschild di un buco nero aumenta linearmente con la massa e che il volume di un oggetto sferico, come l’orizzonte degli eventi di un buco nero non rotante, è proporzionale al cubo del suo raggio, la densità del buco nero è di conseguenza inversamente proporzionale al quadrato della sua massa; di conseguenza, la densità di un buco nero cala velocemente all’aumentare delle sue dimensioni, e quindi i buchi neri supermassicci hanno densità più basse di quelli più piccoli.
– le grandi forze di marea tipiche dei piccoli buchi neri sono molto deboli in prossimità dell’orizzonte degli eventi: poiché la singolarità gravitazionale è così lontana dall’orizzonte, un ipotetico astronauta che viaggiasse verso il centro del buco nero non sperimenterebbe forze di marea significative prima di arrivare molto all’interno del buco.


NASA – Behemoth Black Hole Found in an Unlikely Place

Astronomers have uncovered a near-record breaking supermassive black hole, weighing 17 billion suns, in an unlikely place: in the center of a galaxy in a sparsely populated area of the universe. The observations, made by NASA’s Hubble Space Telescope and the Gemini Telescope in Hawaii, may indicate that these monster objects may be more common than once thought.

Until now, the biggest supermassive black holes – those roughly 10 billion times the mass of our sun – have been found at the cores of very large galaxies in regions of the universe packed with other large galaxies. In fact, the current record holder tips the scale at 21 billion suns and resides in the crowded Coma galaxy cluster that consists of over 1,000 galaxies… continue


Si pensa che molte, se non tutte le galassie ospitino un buco nero supermassiccio nel loro centro. Le misure doppler della velocità della materia (sia stellare che gassosa) presente al centro delle galassie vicine hanno rivelato dei moti di rotazione molto veloci, possibili solo con una grande concentrazione di materia al centro. Al momento, l’unico oggetto conosciuto che può concentrare abbastanza materia in uno spazio così piccolo è un buco nero. Nelle galassie attive più lontane si sospetta che la larghezza delle linee spettrali sia correlata con la massa del buco nero centrale.

Una spettacolare evidenza riguardante la presenza di uno di questi buchi neri di massa estremamente grande al centro della nostra galassia è stata recentemente ottenuta seguendo direttamente l’orbita ellittica di una stella, dal cui periodo si può misurare la massa del presunto buco nero con precisione estrema.

Tali buchi neri supermassicci posti al centro di molte galassie sono sospettati di essere il “motore” di galassie attive come le galassie di Seyfert e i quasar.

Tali buchi neri possono tuttavia svolgere un ruolo rilevante nella dinamica dei sistemi galattici anche in molti altri casi, come mostra la recente scoperta di una correlazione tra la massa del buco nero centrale e la dispersione di velocità delle stelle nel bulge di numerose galassie a spirale.