Il possente ruggito del buco nero

Il possente ruggito del buco nero

Al centro di un ammasso di galassie distante 6,7 miliardi di anni luce, la voracità di un gigantesco buco nero ha provocato l’espulsione di due getti di plasma, tanto energetici da creare due immense cavità nel gas intergalattico. Un team di astronomi ha analizzato le cavità per dedurre l’impressionante potenza dell’eruzione del mostruoso oggetto.

In uno studio pubblicato su Astrophysical Journal Letters, Michael Calzadilla del Kavli Institute for Astrophysics and Space Research (MKI) al MIT e i suoi collaboratori descrivono l’azione energetica del buco nero appartenente alla galassia centrale dell’ammasso SPT-CLJ0528-5300 (SPT-0528 in breve). Combinando volume e pressione del gas spostato dai getti con l’età delle due cavità, il team è stato in grado di calcolare l’energia totale dell’eruzione, pari a oltre 10^54 joule, equivalente alla potenza di 10^38 bombe nucleari.

L’universo è ricco di ammassi galattici, raggruppamenti di centinaia o persino migliaia di galassie tenute insieme dalla gravità, ricchi di gas caldo e materia oscura. Al centro di ogni ammasso si annida un gigantesco buco nero, che passa attraverso periodi di crescita attiva, divorando gas dall’ambiente circostante ed espellendo di conseguenza possenti getti di plasma, nel corso di esplosivi outburst. “Questo è un caso estremo della fase di outburst”, afferma Calzadilla.

Nell’immagine le cavità enormi nel gas intergalattico, scavate dall’eruzione del buco nero al centro dell’ammasso di galassie. I dati nei raggi X dell’osservatorio Chandra (in blu) sono sovrapposti a dati ottici del telescopio Hubble (in rosso/arancio). Credit: Massachusetts Institute of Technology

0Dal momento che gli ammassi di galassie sono pieni di gas, si ritiene che in essi la formazione stellare possa attivarsi man mano che il gas si raffredda. Tuttavia, ammassi come questo sono meno freddi del previsto e non producono stelle al tasso consueto: qualche processo impedisce evidentemente il raffreddamento del gas intergalattico. I colpevoli, generalmente, sono i buchi neri supermassicci, le cui eruzioni di plasma impediscono al gas di raffreddarsi a sufficienza per innescare la formazione stellare. L’eruzione scoperta in SPT-0528 è particolarmente grande e potente, in grado di rallentare pesantemente o sopprimere la nascita delle stelle nell’ammasso.

Il comportamento degli ammassi di galassie varia notevolmente nell’universo: studi precedenti hanno individuato, ad esempio, un comportamento completamente opposto nell’ammasso di galassie della Fenice. Il buco nero supermassiccio centrale in questo ammasso non è in grado di impedire al gas di raffreddarsi: come conseguenza, l’ammasso è ricco di giovani nursery stellari, che lo distinguono da gran parte degli altri compagni. Calzadilla e i suoi collaboratori sono impegnati a caratterizzare un centinaio di ammassi galattici, per comprendere meglio il comportamento di questi giganti cosmici nel corso della loro evoluzione.

Nell’immagine rappresentazione artistica di un buco nero supermassiccio che espelle getti di plasma
Image: © Marscher et al., Wolfgang Steffen, Cosmovision, NRAO/AUI/NSF

https://phys.org/news/2019-12-astronomers-violent-black-hole-outburst.html