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Rilevare buchi neri attivi dalla loro ‘impronta’

Un team di astronomi dell’Icrar, l’International Centre for Radio Astronomy Research della University of Western Australia, ha elaborato un nuovo metodo per rilevare i nuclei galattici attivi, i buchi neri supermassicci situati al centro delle galassie più grandi e in interazione con esse. Il metodo permette anche di misurare quanta materia i nuclei galattici attivi stanno risucchiando.
La tecnica si basa su un innovativo algoritmo, sviluppato dal team dell’Icrar, che analizza l”impronta’ lasciata dai buchi neri supermassicci sulla materia galattica circostante.
La tecnica rappresenta un’omologazione metodologica applicabile a tutti i telescopi attualmente attivi, permettendo così la ricerca in milioni di galassie di nuclei galattici attivi ospitati nel centro galattico.
Lo studio è stato pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Nella maggior parte dei casi, i buchi neri supermassicci al centro delle galassie sono in fase dormiente. Ma quando, al contrario, sono attivi, nelle loro vicinanze viene emessa una quantità di radiazione persino superiore a quella delle galassie che li ospitano. Questi buchi neri supermassicci sono definiti nuclei galattici attivi proprio per la loro interazione con la materia circostante. Questa materia viene attirata gravitazionalmente e, a causa dell’attrito, si surriscalda ed emette radiazioni.
I supermassicci attivi diventano così luminosi. Le particelle luminose emesse interagiscono, a loro volta, con la regione polverosa a forma di ciambella – tecnicamente chiamata toroide – che circonda la materia destinata a cadere nel buco nero.

L’algoritmo sviluppato dall’Icrar, chiamato ProsPect, analizza questa impronta energetica lasciata dal buco nero sulla galassia ospite.

«Possiamo identificare questi buchi neri attivi e guardare quanta luce stanno emettendo, ma anche misurare le proprietà della galassia in cui si trova allo stesso tempo;    ̶ afferma Jessica Thorne, astrofisica dell’Icrar e primo autore dell’articolo   ̶ facendo entrambe le cose possiamo avere un’idea migliore di come esattamente il buco nero stia impattando sulla galassia che lo ospita».

Modellando l’emissione generata dalle galassie e dai buchi neri a diverse lunghezze d’onda della luce, l’algoritmo ProsPect permette di superare la necessità di numerose singole tecniche sviluppate in base alla specifica lunghezza d’onda con cui ciascun telescopio indaga il cosmo. Viene così ridotta la complessità e la difformità che caratterizzano le indagini fin qui realizzate per rilevare i nuclei galattici attivi.

Dopo esser stata sviluppata, la tecnica è stata applicata dal team a quasi mezzo milione di galassie mappate dalla Devils survey dell’Anglo-Australian Telescope; lo stesso è stato fatto per più di 200.000 galassie dell’indagine Gama, che riunisce le osservazioni di sei dei migliori telescopi terrestri e spaziali del mondo.

Il risultato riscontrato dalla ricerca ha constatato che l’algoritmo ProsPect è in grado di rilevare i nuclei galattici attivi nel 91% delle galassie tra quelle preselezionate per la presenza di buchi neri attivi noti al loro centro.

 

Immagine: nucleo galattico attivo al centro della galassia Cygnus A (crediti: Nasa/Sofia/Lynette Cook)

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