Un buco nero mostruoso in un luogo improbabile

Gli astronomi hanno scoperto uno dei più grandi buchi neri supermassicci, con una massa di 17 miliardi di Soli, in un luogo improbabile: il centro di una galassia che si trova in un quartiere tranquillo dell’Universo.
Le osservazioni, riprese con il telescopio Hubble e il telescopio Gemini alle Hawaii, indicano che questi oggetti mostruosi possono essere più comuni di quanto si pensava.
I risultati di questo studio sono stati pubblicati su Nature.

Fino ad ora, i più grandi buchi neri supermassicci, quelli con più di 10 miliardi di volte la massa del nostro Sole, sono stati trovati solo in corrispondenza dei nuclei di galassie molto grandi nei centri di massicci ammassi di galassie. Ora, un team internazionale di astronomi, utilizzando Hubble, ha scoperto un buco nero gigantesco con una massa di 17 miliardi di Soli nel centro di una galassia piuttosto isolata, NGC 1600 .

NGC 1600 è una galassia ellittica che non si trova in un ammasso di galassie, ma in un piccolo gruppo di circa venti galassie. Il gruppo si trova a 200 milioni di anni luce di distanza nella costellazione di Eridano. Mentre trovare un buco nero supermassiccio gigantesco in una galassia massiccia all’interno di un ammasso di galassie è prevedibile, trovarne uno in un gruppo di galassie di medie dimensioni come quello che circonda NGC 1600 è molto più sorprendente.

“Anche se abbiamo già avuto indizi che la galassia potrebbe ospitare al centro un oggetto estremo, siamo rimasti sorpresi nel trovare che il buco nero in NGC 1600 è dieci volte più massiccio di quanto previsto dalla massa della galassia”, spiega l’autore principale dello studio Jens Thomas del Max Planck-Institute for Extraterrestrial Physics, Germania.

Sulla base di precedenti survey di buchi neri supermassicci, gli astronomi hanno scoperto una correlazione tra la massa di un buco nero e la massa del bulge centrale di stelle della sua galassia ospite: più grande è il bulge, più il buco nero dovrebbe essere massiccio. “Dalla nostra ricerca risulta che questa correlazione non funziona così bene con i buchi neri estremamente massicci”, dice Thomas. “Questi buchi neri mostruosi rappresentano una frazione molto più grande della massa della galassia ospite rispetto a quanto suggeriscono le precedenti correlazioni”.

Trovare questo buco nero estremamente massiccio in NGC 1600 porta agli astronomi a chiedersi se questi oggetti siano più comuni di quanto si pensasse.
“Ci sono alcune galassie delle dimensioni di NGC 1600 che risiedono in gruppi di galassie di media grandezza”, spiega il co-autore Chung-Pei Ma, astronomo presso l’Università della California, Berkeley. “Stimiamo che questi gruppi più piccoli siano circa cinquanta volte più abbondanti di quelli di grandi dimensioni, fitti ammassi di galassie. Quindi la domanda ora è: si tratta della punta di un iceberg? Forse ci sono molti piu buchi neri mostruosi là fuori”.

Si presume che questo buco nero sia cresciuto attraverso la fusione con un altro buco nero supermassiccio da un’altra galassia. Può in seguito esser cresciuto ancora inghiottendo gas incanalato nel nucleo della galassia da ulteriori collisioni di galassie. Così si può anche spiegare il motivo per cui NGC 1600 risiede in una regione scarsamente popolata dell’Universo e perché è almeno tre volte più luminosa rispetto alle sue vicine.

Dal momento che il buco nero supermassiccio è attualmente dormiente, gli astronomi sono stati in grado soltanto di trovarlo e di stimare la sua massa misurando la velocità delle stelle vicine ad esso, con il telescopio Gemini Nord sul Mauna Kea, alle Hawaii. Utilizzando questi dati il team ha scoperto che le stelle che si trovano a circa 3000 anni luce dal nucleo si muovono come se ci fossero state molte più stelle nel nucleo in un lontano passato. Questo indica che la maggior parte delle stelle in questa regione sono state espulse dal centro della galassia.

Immagini d’archivio di Hubble, riprese con la Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS), supportano l’idea che i due buchi neri supermassicci in fusione nel lontano passato abbiano cacciato via le stelle. Le immagini di NICMOS hanno rivelato che il nucleo della galassia è insolitamente debole, il che indica una mancanza di stelle vicino al centro galattico. “Stimiamo che la massa di stelle espulse dalla regione centrale di NGC 1600 sia pari a 40 miliardi di Soli”, conclude Thomas. “Questo è paragonabile a espellere l’intero disco della nostra galassia”.

http://www.spacetelescope.org/news/heic1607/