Alcuni buchi neri sono tutt'altro che neri e gli scienziati ne hanno trovati 75,000 tra i più luminosi

Ripubblicato da Platone

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Quando le stelle più massicce muoiono, collassano per formare alcuni degli oggetti più densi conosciuti nell'universo: buchi neri. Sono gli oggetti “più oscuri” del cosmo, poiché nemmeno la luce può sfuggire alla loro gravità incredibilmente forte.

Per questo motivo è impossibile immaginare direttamente i buchi neri, il che li rende misteriosi e piuttosto sconcertanti. Ma il nostro nuova ricerca ha testato un modo per individuare alcuni dei buchi neri più voraci di tutti, rendendo più facile trovarli sepolti nel profondo del cuore di galassie lontane.

Nonostante il nome, non tutti buchi neri sono neri. Sebbene i buchi neri siano disponibili in dimensioni diverse, i più grandi si trovano al centro delle galassie e continuano a crescere di dimensioni.

Questi buchi neri “supermassicci” possono avere una massa fino a miliardi di soli. Il buco nero al centro della nostra galassia, la Via Lattea, chiamato Sagittarius A*, la cui scoperta ha ricevuto il Premio Nobel per la fisica 2020-è abbastanza calmo. Ma questo non è il caso di tutti i buchi neri supermassicci.

Se materiale come gas, polvere o stelle si avvicina troppo a un buco nero, viene risucchiato dall’enorme forza gravitazionale. Mentre cade verso il buco nero, si riscalda e diventa incredibilmente luminoso.

La luce prodotta da questi “buchi neri luminosi” può coprire l’intero spettro elettromagnetico, dai raggi X alle onde radio. Un altro nome per il brillante buchi neri al centro delle galassie ci sono i “nuclei galattici attivi” o AGN. Possono brillare trilioni di volte più luminosi del sole e talvolta possono persino eclissare tutte le stelle della sua galassia.

I buchi neri più luminosi

Alcuni Gli AGN emettono violentemente la materia tramite un getto, che viaggia per milioni di chilometri attraverso lo spazio e può essere visto dai radiotelescopi. Altri producono “venti” al centro della galassia, capaci di spingere qualsiasi gas (il combustibile necessario per la formazione delle stelle) fuori dalla galassia.

Con tali forze distruttive nel mezzo di una galassia, gli astronomi sono certi che ciò avrà un grande impatto sulla galassia stessa. Sappiamo che la maggior parte delle galassie sono lente spegnendo i loro processi di formazione stellare, e AGN potrebbe essere uno dei colpevoli.

Gli AGN quindi non solo possono aiutarci a comprendere meglio gli sfuggenti buchi neri, ma il loro studio ci insegna anche qualcosa sulle galassie stesse.

Trovare buchi neri luminosi

A seconda di quanto un buco nero “mangia”, in quale galassia si trova e dall'angolo da cui possiamo vederlo, gli AGN possono apparire molto diversi l'uno dall'altro. Anche osservando la stessa galassia, un astronomo con un telescopio a raggi X può vederla brillare e scoprire un AGN, mentre un altro astronomo che utilizza un radiotelescopio potrebbe non vedere nulla se l'AGN non produce getti visibili nella galassia. spettro radio.

Per questo motivo, si pensava che fossero tutti oggetti diversi, ma osservando gli stessi oggetti con telescopi diversi, gli astronomi scoprirono che avevano molte somiglianze e realizzarono i vantaggi dell'utilizzo di una porzione maggiore dello spettro elettromagnetico per trovarli.

La luminosità relativa di una galassia nelle diverse parti dello spettro elettromagnetico è chiamata “distribuzione spettrale dell’energia”. Questo può essere usato per misurare quante stelle ci sono in una galassia, quanti anni hanno, di cosa sono fatte e quanta polvere blocca la luce.

Nella nostra ricerca, pubblicato in Avvisi mensili della Royal Astronomical Society, mostriamo che questa tecnica può essere utilizzata anche per individuare AGN. Ciò significa che ora possiamo misurare non solo le proprietà e la storia delle stelle nella galassia, ma anche la luminosità del suo buco nero centrale.

Non è una cosa semplice da fare. La differenza tra la luce delle stelle e quella di un AGN è incredibilmente sottile, quindi è possibile confondere le giovani stelle con un buco nero luminoso e viceversa.

In Australia gli astronomi sono stati utilizzando i telescopi australiani per creare mappe 3D delle galassie in specifiche zone del cielo. Queste mappe ci permettono di esplorare centinaia di migliaia di galassie, che abbracciano 11 miliardi di anni di storia, alla ricerca di possibili AGN.

Applicando il nostro nuovo metodo a 700,000 galassie, abbiamo identificato e quantificato più di 75,000 AGN per iniziare a comprendere come il loro numero si è evoluto nel tempo e come hanno influenzato le galassie che le ospitano. Gli astronomi pensano che il numero di AGN nell’universo sia legato alla quantità di formazione stellare, che sappiamo essere quasi dieci volte superiore circa 10 miliardi di anni fa. Ma finché non saremo certi di aver identificato tutti gli AGN nel tempo cosmico nei nostri campioni di galassia, non lo sapremo con certezza.

In questo momento, la comunità astronomica sta ancora dibattendo appassionatamente sulla natura dei buchi neri attivi. Anche se non abbiamo ancora risposto alle domande necessarie per placare il dibattito, siamo un passo avanti verso la possibilità di individuare in modo affidabile questi affascinanti oggetti all’interno delle galassie. E questo è un passo importante per far luce sul mistero dei buchi neri.

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

Immagine di credito: NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al., CC BY-SA