Getti di buchi neri allineati

“Dal momento che questi buchi neri non sanno l’uno dell’altro, o non hanno alcun modo di scambiare informazioni o influenzarsi direttamente tra loro su così vaste scale, questo allineamento rotazionale deve essersi verificato durante la formazione delle galassie nell’Universo primordiale”, osserva Andrew Russ Taylor, dell’University of Cape Town.

Osservazioni radio profonde da parte di ricercatori dell’University of Cape Town e dell’University of the Western Cape, in Sudafrica, hanno rivelato che i buchi neri supermassicci in una regione dell’Universo distante presentano tutti getti radio nella stessa direzione, molto probabilmente come risultato delle fluttuazioni di massa primordiali nel giovane Universo.

Gli astronomi pubblicano i loro risultati in un nuovo studio su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Il nuovo risultato è la scoperta, per la prima volta, di un allineamento di getti di galassie su un grande volume di spazio, una scoperta resa possibile da tre anni di osservazioni delle onde radio provenienti da una regione chiamata ELAIS -N1, utilizzando il Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT).

I getti sono prodotti da buchi neri supermassicci al centro di queste galassie, e l’unico modo per questo allineamento di esistere è che i buchi neri supermassicci stiano tutti ruotando nella stessa direzione, dice Taylor, principale autore dello studio. Ciò significa che vi è una rotazione coerente nella struttura di questo volume di spazio che si è formato dalle prime fluttuazioni di massa che hanno poi creato le strutture a larga scala nell’Universo.

La scoperta non era stata prevista perchè l’indagine iniziale era quella di esplorare le più deboli sorgenti radio nell’Universo, utilizzando i migliori telescopi disponibili. Precedenti studi osservativi avevano rilevato deviazioni dall’uniformità (la cosiddetta isotropia) negli orientamenti di galassie. Ma queste osservazioni radio profonde offrono una prima opportunità di utilizzare i getti per rivelare allineamenti di galassie. La presenza di allineamenti preferenziali può far luce sull’orientamento e l’evoluzione delle galassie, in relazione alle strutture a larga scala.

Così, che cosa potrebbero essere state queste influenze su larga scala durante la formazione o l’evoluzione delle galassie? Ci sono diverse opzioni: campi magnetici cosmici, campi associati a particelle esotiche, come gli assioni, stringhe cosmiche sono solo alcuni dei possibili candidati che potrebbero creare un allineamento di galassie, anche su scale più grandi rispetto agli ammassi di galassie. Il Prof Romeel Dave afferma: “Questo non è ovviamente atteso sulla base della nostra attuale comprensione della cosmologia. Si tratta di un risultato bizzarro”.

“GMRT è uno dei più grandi e più sensibili array di radiotelescopi del mondo”, osserva il prof Taylor, “ma abbiamo bisogno del telescopio Meerkat, in Sudafrica, per osservare su un’area molto vasta e con grande dettaglio, il che sarà necessario per distinguere tra le possibili spiegazioni. Si apre una nuova area di ricerca per questi strumenti, che sonderanno quanto in profondità e indietro possiamo andare: sta per essere un momento eccitante per gli astronomi”.

Star Wars ha rappresentato il personaggio fittizio “Morte Nera” (Death Star), che può sparare potenti fasci di radiazioni nello spazio. L’Universo, però, produce fenomeni che spesso superano quello che la fantascienza può immaginare. La galassia Pictor A mostrata nell’immagine è uno di questi oggetti impressionanti. Questa galassia, che si trova a circa 500 milioni di anni luce dalla Terra, contiene un buco nero supermassiccio al suo centro. Una quantità enorme di energia gravitazionale viene rilasciata mentre il materiale vortica verso l’orizzonte degli eventi, il punto di non ritorno per il materiale in caduta. Questa energia produce un fascio enorme, o getto, di particelle che viaggiano quasi alla velocità della luce nello spazio intergalattico.

Per ottenere immagini di questo getto, gli scienziati hanno utilizzato Chandra X-ray Observatory della NASA in diversi momenti nel corso di 15 anni. I dati a raggi X di Chandra (blu) sono stati combinati con dati radio dall’Australia Telescope Compact Array (rosso) in questa immagine composita.