Il Banchetto dei Buchi Neri nelle Galassie Medusa

Il Banchetto dei Buchi Neri nelle Galassie Medusa

Un nuovo studio dell’Università di Yale indaga sulla stretta connessione tra la cessazione della formazione stellare nelle galassie che attraversano un denso ammasso galattico e la presenza di un buco nero attivo nel loro cuore.

Quando una galassia va a cadere per effetto della gravità in un massiccio ammasso galattico, sperimenta mentre avanza un processo chiamato “ram-pressure stripping”. Procedendo ad alta velocità verso il cuore dell’ammasso, la galassia incontra un ambiente ad alta pressione, ricco di gas denso e caldo che agisce come un vento potente, provocando l’espulsione di gas e polveri al di fuori del disco galattico. Questo processo crea una coda di filamenti gassosi che si allungano nello spazio, simili a tentacoli di una medusa cosmica, in cui possono formarsi nuove stelle. Il gas viene asportato dalla sua sede originaria all’interno della galassia e spedito nello spazio: le cosiddette “galassie medusa” sono esempi estremi di galassie deprivate di materiale, che, svuotate del combustibile per far nascere stelle, avranno difficoltà a formarle in futuro. Lo stesso meccanismo che produce i “tentacoli” può far sì che il gas raggiunga le regioni centrali delle galassie, alimentando il buco nero che si annida nel loro cuore e rendendolo quindi attivo.

Il lauto banchetto è una sorta di “ultimo pasto” per il buco nero, dal momento che anche il vorace oggetto, come la galassia che lo ospita, verrà privato del gas necessario ad alimentare la sua fame. I ricercatori suggeriscono che questa rapida voracità del buco nero potrebbe essere responsabile della mancanza di nuove stelle in questi ambienti estremi: i deflussi gassosi che si originano dal disco di accrescimento circostante il buco nero potrebbero sopprimere ulteriormente la formazione stellare nella galassia. “Sappiamo che le abitudini alimentari dei buchi neri supermassicci e la formazione delle stelle nella galassia che li ospita sono in stretta relazione tra loro. Comprendere precisamente il loro funzionamento in ambienti su scale differenti si è dimostrata una sfida. Il nostro studio rivela questa complessa interazione”, spiega Priyamvada Natarajan della Yale University, tra gli autori dello studio pubblicato su Astrophysical Journal Letters.

I ricercatori hanno condotto simulazioni sofisticate dei buchi neri all’interno di ammassi di galassie utilizzando RomulusC, un software di simulazione cosmologica da loro sviluppato. Analizzando l’attività dei buchi neri nella simulazione, Angelo Ricarte, primo autore dello studio, ha notato che “qualcosa di strano avveniva ogni volta che le galassie cessavano di formare stelle. Sorprendentemente, ho individuato spesso un picco nell’attività del buco nero nello stesso momento in cui la galassia moriva”. Quel picco di attività potrebbe rappresentare la grande abbuffata finale del buco nero.

Nell’immagine la galassia ESO 137-001, ripresa con dati in luce visibile del telescopio Hubble e dati in banda X dell’osservatorio Chandra (in blu). Man mano che la spirale viaggia verso il centro di un ammasso di galassie, attraversando materiale intergalattico, viene inesorabilmente privata del gas a disposizione per formare stelle: la scia gassosa che si estende nello spazio dimostra la violenza del processo, chiamato “ram pressure stripping”.
Credits: NASA, ESA, CXC

https://news.yale.edu/2020/05/22/under-pressure-black-holes-feast