Un buco nero che non dovrebbe esistere

Scoperto un buco nero supermassiccio nel centro di una galassia attiva con una massa circa 30 volte superiore a quanto previsto dalla teoria.

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Rappresentazione artistica di un nucleo galattico attivo con getti di materiale che vengono eiettati nello spazio da un buco nero centrale supermassiccio.|NASA/JPL-Caltech

Un gruppo di ricercatori inglesi della Keele University e della University of Central Lancashire ha scoperto un buco nero, ospitato nel nucleo di una galassia attiva, la cui massa è circa 30 volte superiore a quanto previsto dalle teorie correnti più accreditate.

 

Una galassia iperattiva. La galassia, denominata con la sigla SAGE0536AGN, è stata scoperta nel 2011 analizzando i dati raccolti dal telescopio spaziale per radiazione infrarossa Spitzer della NASA.

 

Dista da noi circa 2 miliardi di anni luce e si ritiene che la sua età sia di almeno 9 miliardi di anni. Il suo nucleo è estremamente attivo e incredibilmente luminoso - in inglese Active Galactic Nucleus (AGN) - risultato dell’accrescimento di gas da parte di un buco nero centrale supermassiccio.

Il gas viene accelerato a velocità elevate dall’intenso campo gravitazionale esercitato dal buco nero, e spiraleggiando verso questo mostro celeste, prima di essere fagocitato, a causa delle tremende frizioni che subisce, si surriscalda sino a temperature di milioni di gradi provocando l’emissione di un’enorme quantità di energia sull'intero spettro elettromagnetico.

 

Immagine della galassia SAGE0536AGN (al centro) ottenuta con il telescopio VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) da 4 metri di apertura situato presso l’osservatorio dell’ESO di Cerro Paranal (Cile). | ESO

 

Materia ad alta velocità. Grazie ai dati spettroscopici ottenuti con il Southern African Large Telescope (SALT) da 10 metri di apertura situato al South African Astronomical Observatory (SAAO), in Sudafrica, il team che ha condotto questa ricerca ha potuto misurare la velocità della materia che forma il disco di accrescimento attorno al buco nero. Ciò è stato possibile misurando l’allargamento della riga di emissione dell’idrogeno presente nello spettro della galassia, dovuto all’effetto Doppler, ovvero al fatto che la luce si sposta verso il colore blu o rosso a seconda che la sorgente si stia avvicinando o allontanando da noi.

 

Più la riga è larga più la velocità del gas è elevata. Nel caso in discussione il grado di allargamento osservato implica che il gas si sta muovendo ad altissima velocità, a causa della tremenda attrazione gravitazionale esercitata dal buco nero. Una volta determinata la velocità, è stato poi possibile stimare la massa del buco nero che causa quell'accelerazione.

 

 

350 milioni di Soli. In una galassia delle dimensioni di SAGE0536AGN ci si aspettava che il buco nero supermassiccio avesse una massa attorno ai 12 milioni di masse solari. Essa è invece risultata essere di circa 350 milioni di masse solari! La massa della galassia è di circa 25 miliardi di masse solari, ossia circa 70 volte quella del buco nero supermassiccio al suo centro: 30 volte quindi più grande di quanto ci si aspetta per una galassia di questo tipo.

 

non dovrebbe esistere. Secondo le teorie esistenti, un buco nero di questa massa non potrebbe esistere. Normalmente, questi buchi neri dovrebbero crescere allo stesso ritmo delle galassie che li ospitano, ciò significa che il buco nero nel nucleo di SAGE0536AGN si è accresciuto molto più velocemente della galassia, oppure che questa ha smesso di crescere.

 

Dato che questa peculiare galassia è stata individuata per caso, è probabile che esistano molti altri oggetti simili che aspettano solo di essere scoperti. Il tempo ci dirà se SAGE0536AGN è effettivamente una galassia stravagante, oppure se si tratti della prima di una nuova classe.

Com'è fatto un buco nero, come funzionano le scorciatoie spazio-temporali? Ve lo raccontiamo nel numero 276 di Focus, nel dossier dedicato ai 100 anni della teoria della relatività.
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01 Ottobre 2015 | Mario Di Martino