Voraci Buchi Neri Avvolti nelle Polveri

Voraci Buchi Neri Avvolti nelle Polveri

Secondo un nuovo studio dell’ University of California, Santa Cruz (UCSC), la complessità e la particolare variabilità delle emissioni rilevate nel cuore dei nuclei galattici attivi derivano da addensamenti di polveri, in grado di oscurare regioni circostanti voraci buchi neri.

Molte grandi galassie presentano un nucleo galattico attivo (AGN), una regione centrale brillante alimentata da materia in caduta in un buco nero supermassiccio. Quando questi voraci divoratori si alimentano di materiale, sono circondati da un disco di accrescimento da cui traggono nutrimento e in cui la materia via via si riscalda emettendo radiazioni luminose. All’esterno del disco, masse diffuse di gas e polveri filtrano in modo differente la radiazione emessa dalle zone più interne. In particolare la regione chiamata Broad Line Region (BLR) produce ampie righe spettrali.

L’emissione dal gas in questa regione è una delle migliori fonti di informazione per dedurre la massa del buco nero centrale e il suo processo di crescita. Tuttavia la natura di questo gas è ancora poco compresa: in particolare risulta meno emissione del previsto da gas in movimento a determinate velocità. Queste particolarità hanno portato alcuni ricercatori a ipotizzare che molti nuclei galattici attivi ospitino in realtà una coppia di buchi neri supermassicci. Ma secondo il nuovo studio guidato da Martin Gaskell, la spiegazione migliore non prevede la presenza di buchi neri binari: l’apparente complessità e variabilità delle emissioni dalla broad-line region sarebbero dovute a piccole nubi di polveri in grado di oscurare parzialmente le regioni più interne del nucleo galattico attivo.

Il gas che spiraleggia verso il buco nero centrale di una galassia forma un disco di accrescimento piatto, e il gas surriscaldato nel disco emette intensa radiazione termica. Parte di questa luce viene assorbita e riemessa da idrogeno e altri gas che vorticano al di sopra del disco di accrescimento, in una regione ricca di polveri. “Una volta che la polvere attraversa una certa soglia, è soggetta alla forte radiazione emessa dal disco di accrescimento”, spiega Peter Harrington, tra gli autori dello studio. Secondo gli scienziati questa radiazione è così intensa da espellere la polvere lontano dal disco col risultato di formare deflussi di addensamenti polverosi a iniziare dal bordo esterno della BLR.

Includendo la presenza delle nubi di polveri, il modello a computer sviluppato dagli scienziati ha riprodotto molte delle caratteristiche di emissione della Broad-Line Region, rimaste a lungo misteriose per gli astrofisici. Il gas risulta distribuito in un disco turbolento uniforme, simmetrico attorno al buco nero: le asimmetrie e le apparenti variazioni sono dovute a nubi polverose in movimento di fronte alla Broad-Line Region, che rendono le zone alle loro spalle più deboli e più rosse nelle osservazioni. “Pensiamo che questa sia una spiegazione molto più naturale per le asimmetrie e le variazioni rispetto ad altre teorie più esotiche, come la presenza di buchi neri binari”, conclude Gaskell. Lo studio è pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
[ Barbara Bubbi ]

Nell’immagine impressione artistica della regione circostante un buco nero supermassiccio attivo
Credit: NRAO/AUI/NSF; D. Berry / Skyworks

https://phys.org/news/2018-09-black-hole-clouds-puzzling-features.html