I buchi neri comandano la formazione stellare

Quanto più grande è il buco nero al centro di una galassia più breve è il tempo di formazione stellare.

c1
Sono i buchi neri a determinare quando i gas stellari non si aggregano più in nuove stelle.

Le giovani galassie si infiammano di nuove brillanti stelle a una velocità estremamente elevata, ma il fenomeno non dura all'infinito: la formazione di nuovi astri diminuisce con l'età e l'evolversi della galassia. In uno studio pubblicato su Nature si dimostra come la massa del buco nero nel cuore di una galassia è l'elemento fondamentale nel determinare il momento in cui inizia a diminuire la velocità di formazione di nuove stelle.

 

Al momento, la scienza ritiene che il nucleo centrale delle galassie massiccie sia un buco nero di massa almeno un milione di volte quella del Sole. La sua presenza si fa sentire attraverso gli effetti gravitazionali sulle stelle della galassia stessa e, a volte, anche attraverso un'intensa radiazione energetica che rende la galassia particolarmente "attiva". L'energia che si produce nel nucleo e che si riversa nella galassia può spegnere la formazione stellare perché "riscalda" i gas, disperdendoli: impedendo ciè che si condensino in nuove stelle.

 

nuove stelle, galassie, buchi neri
Più grande è il buco nero al centro della galassia, più breve è il periodo di formazione stellare.

 

L'idea di un "funzionamento" di questo genere delle galassie non è nuova, ma finora mancava una formulazione teorica della connessione tra buchi neri supermassicci e formazione stellare. La questione è stata studiata da Jean Brodie (Università di Santa Cruz, California) che, grazie a nuovi modelli matematici, ha identificato la relazione tra il buco nero centrale e la formazione di nuove stelle. Lo studio si è concentrata su galassie molto massicce per le quali la massa del buco nero centrale era stata stimata in studi precedenti analizzando il moto delle stelle.

 

nuove stelle, galassie, buchi neri
Immagini dall'Universo: 12 galassie lontane lontane... | NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Attraverso una complessa analisi spettrale della luce delle stelle, che permette di verificare l'emissione luminosa di popolazioni stellari di età diversa, si è potuto confrontare le storie di formazione stellare di galassie con buchi neri di diverse masse.

 

Le differenze trovate sono da correlare unicamente alla massa del buco nero e non con altre proprietà della galassia. Spiega Martin-Navarro, coautore dello studio, che «per galassie con la medesima massa di stelle, ma con diverse masse del buco nero centrale, si vede che là dove i buchi neri sono più massicci la formazione stellare è terminata prima rispetto a galassie con buchi neri centrali meno massicci».

 

04 Gennaio 2018 | Luigi Bignami