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Quattro cavità per un buco nero

Scoperte due coppie di bolle o cavità nel cluster galattico Rbs 797, situato a circa 3,9 miliardi di anni luce dalla Terra. Secondo i dati raccolti dall’osservatorio Chandra della Nasa, potrebbero essere state create da due buchi neri supermassicci che orbitano l’uno con l’altro. Lo studio, condotto da un gruppo di astronomi dell’Università di Bologna e dell’Inaf, è in via di pubblicazione sulla rivista The Astrophysical Journal. 

Gli ammassi di galassie sono le strutture più grandi del cosmo, tenute insieme dalla gravità. Sono composti da centinaia o addirittura migliaia di singole galassie, dotate di enormi quantità di gas caldo e materia oscura. Il gas caldo che pervade i cluster contiene più massa delle galassie stesse e risplende alla luce dei raggi X rilevata da Chandra.

Le due coppie di bolle scoperte dall’osservatorio sono state già osservate in altri ammassi di galassie. Gli scienziati pensano che siano il risultato di eruzioni provenienti dalle aree vicine a un buco nero supermassiccio, nel mezzo di queste enormi formazioni galattiche. Nel dettaglio, nel corso della sua fase attiva, il buco nero divora il materiale circostante rilasciando grandi quantità di energia sotto forma di getti di materia. Questi ultimi creano cavità situate in direzioni opposte all’interno del gas caldo. 

Le cavità oggetto dello studio sono quattro, precisamente due coppie tra loro perpendicolari, una in direzione est-ovest e una in direzione nord-sud. Come si può spiegare la presenza di questo quartetto all’interno di un ammasso di galassie? La prima coppia di bolle, quella situata in direzione est-ovest, era già stata individuata da un precedente studio; invece, la seconda in direzione nord-sud è parte di una recente scoperta. Per scovarla sono stati necessari quasi 5 giorni di osservazioni di Chandra.  

La conferma è arrivata anche dal Karl G. Jansky Very Large Array della National Science Foundation, che ha individuato emissioni radio sovrapponibili alle enormi cavità presenti in Rbs 797.
Gli scienziati ritengono che le due coppie di cavità due coppie di cavità siano state generate dalla presenza e dall’azione di due buchi neri supermassicci all’interno del cluster, i quali hanno espulso getti di materia in direzioni perpendicolari tra loro.

«Due buchi neri supermassicci potrebbero formare dei sistemi binari ma è raro che questi vengono osservati in fase attiva. Per questo motivo la scoperta di due nuclei galattici ravvicinati e attivi è straordinaria», conferma Myriam Gitti, dell’Università di Bologna, coautrice dello studio.

Per completare la ricerca gli astronomi hanno aggiunto alcune osservazioni radio realizzate dallo European Vlbi Network, che aveva già individuato nell’ammasso Rbs 797 due fonti radio separate tra loro da circa 250 anni luce. Se fosse confermato che entrambe sono buchi neri supermassicci si tratterebbe di una delle coppie di buchi neri più ravvicinati tra loro mai rilevata. I due oggetti, avvicinandosi sempre di più l’uno all’altro, potrebbero generare grandi quantità di onde gravitazionali fino ad arrivare alla fusione. Ma ci potrebbe essere anche un’altra spiegazione: la presenza di un solo buco nero dotato di getti che cambiano direzione in modo rapido.

«Se la teoria dell’unico buco nero “creatore” delle quattro bolle venisse convalidata – conclude Fabrizio Brighenti, dell’Università di Bologna – allora dovremo tracciare la storia della sua attività. Nello specifico dovremo capire come è cambiato l’orientamento dei getti e da quali fattori dipende: per esempio dall’ambiente in cui si trova il cluster galattico, dai processi fisici che regolano l’esistenza dei buchi neri o una combinazione di entrambi».

Credit foto: Nasa /Cxc/Università di Bologna/F. Ubertosi, l’ammasso Rbs 797 visto da Chandra

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