02 Feb 2018 Buchi Neri Supermassicci Regolano la Nascita delle Stelle
Un team internazionale di astronomi ha ottenuto la prima chiara evidenza osservativa che la massa dei buchi neri supermassicci nelle grandi galassie può influenzare la formazione di nuove stelle nelle galassie stesse.
I centri delle galassie massicce sono tra i luoghi più esotici ed estremi dell’Universo e ospitano buchi neri supermassicci giganti, che possono divorare materia producendo emissione di enormi quantità di energia. Durante questo periodo di ingorda frenesia (la fase “attiva” della galassia, in cui ospita un nucleo galattico attivo, AGN) parte della materia viene espulsa dalle regioni circostanti il buco nero sotto forma di getti relativistici, che possono produrre violente onde d’urto nella materia circostante.
Si ritiene che questa emissione di radiazione e particelle, e la crescita del buco nero stesso, possano influenzare il modo in cui le galassie che ospitano il divoratore cosmico formano nuove stelle, rendendo più difficoltosa la formazione stellare. “Questa influenza ci permette di spiegare le relazioni osservate, come quella tra la massa del buco nero centrale e la massa stellare totale”, spiega Ignacio Martín Navarro dell’University of California, Santa Cruz e del Max Planck Institut für Astronomie (Heidelberg, Germania), a guida dello studio.
“In effetti senza questo feedback le simulazioni della formazione ed evoluzione delle galassie massicce falliscono totalmente, sia nel riprodurre le loro proprietà sia nel numero di galassie previste con una data massa”. Tuttavia finora non vi era stata evidenza osservativa in favore di questa ipotesi, anche se ben conosciuta. “In questo studio analizziamo gli spettri di 74 galassie utilizzando dati della survey Hobby-Eberly Telescope Massive Galaxy Survey, allo scopo di scoprire come sia cambiato il tasso di formazione stellare in questi sistemi nel corso del tempo, la storia di formazione stellare. Per realizzare questo risultato abbiamo usato codici a computer che ci consentono di confrontare gli spettri osservati con quelli previsti dai modelli di evoluzione stellare. In questo modo possiamo verificare come molte stelle di età differenti siano presenti in ognuna delle galassie osservate”, ha detto Ignacio.
“Come risultato di questa analisi possiamo esplorare le varie storie di formazione stellare in galassie con buchi neri di massa differente. Le nostre scoperte suggeriscono che, in effetti, i buchi neri supermassicci possono influenzare la formazione delle stelle nel corso della storia della galassia, e che questo processo dipende dalla loro massa”, ha aggiunto Tomás Ruiz Lara dell’Instituto de Astrofísica de Canarias.
Secondo lo studio le galassie con buchi neri più massicci al loro centro mostrano un tasso più rapido di formazione stellare iniziale, che dà luogo a buchi neri più massicci, i quali in seguito possono rallentare la nascita delle stelle nella galassia. Al contrario questo processo avviene molto più lentamente nelle galassie che ospitano buchi neri meno massicci, e che perciò inizialmente hanno un’efficienza di formazione stellare inferiore. “Per essere precisi, abbiamo scoperto che le galassie con i buchi neri centrali più massicci formano la gran parte della loro massa (il 95 percento) fino a 4 miliardi di anni prima rispetto alle galassie dotate di buchi neri più piccoli. Ma allo stesso tempo, la formazione stellare più recente (nel corso degli ultimi 700 milioni di anni) è più intensa per le galassie con buchi neri meno massicci”, spiega Ruiz Lara.
Il fatto che la massa dei buchi neri sia in relazione alla quantità di materia ed energia emessa durante la fase attiva, insieme con i nuovi risultati, conferma l’influenza pesante che i buchi neri hanno sull’evoluzione della galassia che li ospita. L’energia e le particelle emesse dal centro di una galassia durante la fase di nucleo galattico attivo possono riscaldare il mezzo interstellare che attraversano, riducendo la possibilità di formazione stellare. In caso di emissioni più potenti (e quindi di buchi neri più massicci) l’efficienza della galassia nel far nascere stelle sarà inferiore. Questo processo spiega perché le galassie in cui si annidano i buchi neri più massicci cessano per prime di far nascere nuove stelle, riducendosi loro malgrado a galassie “rosse e morte”. Lo studio è stato pubblicato su Nature.
[ Barbara Bubbi ]
Immagine composita della radiogalassia Centaurus A, in cui sono evidenti i getti espulsi dal centro galattico
Credit ESO
http://www.iac.es/divulgacion.php?op1=16&id=1331&lang=en
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