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Milioni di buchi neri nascosti potrebbero essere in agguato nello spazio: ScienceAlert

Non lasciarti ingannare dal nome. I buchi neri potrebbero avere tutti cuori di pura oscurità, ma molti si rivestono

Milioni di buchi neri nascosti potrebbero essere in agguato nello spazio: ScienceAlert

Non lasciarti ingannare dal nome. I buchi neri potrebbero avere tutti cuori di pura oscurità, ma molti si rivestono di anelli di fuoco che brillano come nessun altro nel cosmo.

Questo non significa che siano tutti detectabili. Un’analisi delle galassie esaminate da un grande consorzio internazionale di ricercatori suggerisce che il bagliore che circonda un terzo di tutti i buchi neri supermassivi potrebbe essere nascosto da un fitto strato di polvere e gas.

In un contesto di studi precedenti che stimano la prevalenza di tali mantelli polverosi, quella cifra potrebbe arrivare fino al 50 percento, lasciando una parte considerevole di buchi neri giganti difficile da rilevare direttamente utilizzando i metodi attuali.

I buchi neri sono famosi per essere insaziabili concentrazioni di gravità dalle quali nemmeno la luce può sfuggire. E se fluttuassero nello spazio da soli, potrebbe essere la fine della storia.

Ora si pensa che la maggior parte delle grandi galassie nell’Universo contenga almeno un buco nero supermassivo, la maggior parte dei quali è probabilmente così gonfia dei corpi di stelle consumate che è affondata in un punto dove la materia si agita attorno a loro come le acque di un allagamento attorno a uno scarico aperto.

Tanto è grande il loro appetito, che il groviglio di polvere e gas che circonda il loro confine accelera a velocità mozzafiato, irradiando ad alte energie che segnalano la loro presenza lontano attraverso l’Universo.

Visti dall’alto o dal basso, i buchi neri supermassivi si distinguono per i nostri telescopi come ciambelle che brillano in raggi X. Tuttavia, dal bordo, la polvere e il gas ai margini del torus luminoso nascondono la luce, limitando la nostra visione del nucleo ardente della galassia.

Ciò significa che siamo stati lasciati a indovinare quante galassie abbiano buchi neri supermassivi attivi al loro interno – contare ciò che vediamo nei sondaggi del cielo è certo che escluderà quelle rivolte in una direzione che rende difficile vederle. Secondo alcune stime, solo il 15 percento dei buchi neri supermassivi è nascosto dietro nuvole di polvere.

All’inizio degli anni ’80, la NASA inviò il suo Satellite Astronomico Infrarosso (IRAS) in orbita, dove per 10 mesi ha mappato il calore dell’intero cielo. Per caso, ha anche riportato immagini di polvere riscaldata da raggi X, fornendo agli astronomi la loro prima vera idea di ciò che potrebbero aver perso.

diagramma di buchi neri in diverse lunghezze d'onda di luce
Impressione artistica di un buco nero supermassivo circondato da gas e polvere in quattro diverse lunghezze d’onda di luce. La luce visibile (in alto a destra) e i raggi X a bassa energia (in basso a sinistra) sono bloccati da gas e polvere; l’infrarosso (in alto a sinistra) è disperso e riemesso; e alcuni raggi X ad alta energia (in basso a destra) possono penetrare nel torus. (NASA/JPL-Caltech)

Sebbene molti fossero senza dubbio segni di buchi neri supermassivi, altri erano nuvole di polvere riscaldate da altre forme di attività cosmica, come intense fasi di formazione stellare.

Ora i ricercatori hanno messo a lavoro un altro satellite della NASA sul problema. Chiamato Nuclear Spectroscopic Telescope Array, o NuSTAR, è un osservatorio a raggi X capace di rilevare raggi X così energetici da poter penetrare attraverso le nuvole circostanti.

Osservatorio NuSTAR
Impressione artistica del telescopio a raggi X NuSTAR della NASA. (NASA/JPL-Caltech)

Guidati da IRAS, i ricercatori hanno focalizzato NuStar su un elenco di galassie target situate a circa 50 milioni di anni luce dalla Via Lattea, ordinandole in base agli spettri di luce emessi.

“Mi sorprende quanto siano stati utili IRAS e NuSTAR per questo progetto, soprattutto considerando che IRAS è operativo da oltre 40 anni,” dice Peter Boorman, un astrofisico del Caltech che ha guidato lo studio.

“Penso che dimostri il valore dell’eredità degli archivi dei telescopi e il vantaggio di utilizzare insieme più strumenti e lunghezze d’onda di luce.”

Basandosi esclusivamente sulla loro analisi, tra un quarto e quasi la metà dei buchi neri che si agitano nei cuori delle galassie sono posizionati in modo tale che anelli di materiale oscurano una buona parte della luce del loro vortice.

Conoscere le proporzioni dei buchi neri supermassivi che hanno dispense di materia adeguatamente spesse da cui nutrirsi fa una differenza significativa nei modelli che cercano di spiegare i loro straordinari tassi di crescita.

“Se non avessimo buchi neri, le galassie sarebbero molto più grandi,” dice Poshak Gandhi, coautore dello studio e astrofisico presso l’Università di Southampton nel Regno Unito.

“Quindi, se non avessimo un buco nero supermassivo nella nostra galassia via lattea, ci sarebbero molte più stelle nel cielo. Questo è solo un esempio di come i buchi neri possano influenzare l’evoluzione di una galassia.”

Questa ricerca è stata pubblicata in The Astrophysical Journal.

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