Giganti in Via di Collisione

Giganti in Via di Collisione

Utilizzando il Very Large Telescope dell’ESO gli astronomi hanno individuato la coppia di buchi neri supermassicci più vicina alla Terra mai scoperta. I due mostruosi oggetti hanno masse pari a 154 e 6,3 milioni di volte quella del Sole e sono separati tra loro da una distanza di appena 1.600 anni luce.

I buchi neri supermassicci si annidano nel cuore di grandi galassie, inclusa la Via Lattea, e possono avere una massa milioni o miliardi di volte quella del Sole. Quando due galassie si fondono, i loro buchi neri supermassicci migrano verso il centro della galassia derivante dalla fusione, formando coppie legate gravitazionalmente. A quel punto i mostruosi oggetti possono avvicinarsi uno all’altro fino a collidere e a fondersi assieme. Questo evento colossale produce intense onde gravitazionali. Gli scienziati hanno individuato fusioni di buchi neri stellari, con masse fino a poche decine di masse solari, utilizzando gli interferometri LIGO e Virgo. Ma, nonostante la loro intensità, le onde gravitazionali derivanti da buchi neri supermassicci sono al di fuori delle lunghezze d’onda attualmente rilevabili dagli interferometri.

I buchi neri supermassicci hanno una notevole influenza sulla crescita e sull’evoluzione delle galassie. Ottenere maggiori informazioni su questi colossi cosmici e su ciò che accade quando si fondono è importante non soltanto per la nostra comprensione dell’Universo, ma anche per conoscere il futuro della nostra galassia, che ospita un buco nero supermassiccio come la sua vicina Andromeda, con la quale è destinata a collidere nel giro di pochi miliardi di anni. La coppia di buchi neri giganti oggetto dello studio si trova a circa 89 milioni di anni luce da noi, nella Costellazione dell’Acquario, più vicina rispetto al record precedente di distanza di un’altra accoppiata simile, situata a 470 milioni di anni luce dalla Terra. La galassia in cui si annidano i due oggetti, chiamata NGC 7727, è una spirale che si estende per 115.000 anni luce e si ritiene derivi dalla fusione di due galassie più piccole, avvenuta oltre un miliardo di anni fa. È probabile che in futuro NGC 7727 diventerà una galassia ellittica, con ridotta attività di formazione stellare.

I due buchi neri compagni in NGC 7727 sono i più vicini a noi mai scoperti e sono separati tra loro da appena 1.600 anni luce. “È la prima volta che scopriamo due buchi neri giganti così ravvicinati tra loro”, afferma Karina Voggel dell’Osservatorio di Strasburgo, Francia, a guida dello studio pubblicato su Astronomy & Astrophysics. “La separazione ridotta e la velocità dei due buchi neri suggeriscono la tempistica della futura fusione in un unico buco nero mostruoso, che avverrà probabilmente nei prossimi 250 milioni di anni”, aggiunge il coautore Holger Baumgardt dell’University of Queensland, Australia. Lo studio della fusione di due buchi neri come questi può aiutarci a comprendere i meccanismi di formazione dei buchi neri giganti nel cosmo. Il team è stato in grado di determinare le masse dei due oggetti osservando il modo in cui la stretta gravitazionale dei buchi neri influenza il moto delle stelle circostanti.

Nell’immagine la galassia Ngc 7727, ripresa dal Very Large Telescope dell’ESO, in Cile Credit: ESO/VST ATLAS team

Il buco nero più grande, localizzato proprio nel cuore di NGC 7727, ha una massa quasi 154 milioni di volte quella del Sole, mentre il suo compagno “pesa” 6,3 masse solari. La misurazione della massa è stata resa possibile dalla distanza relativamente vicina alla Terra del sistema e dalle accurate osservazioni effettuate all’Osservatorio del Paranal in Cile, utilizzando lo strumento Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) sul Very Large Telescope dell’ESO. Grazie all’analisi di dati aggiuntivi del telescopio Hubble, il team ha confermato che gli oggetti in NGC 7727 sono proprio due buchi neri supermassicci. Gli astronomi sospettavano che la galassia ospitasse due buchi neri giganti, ma finora non erano stati in grado di confermare questa teoria, perché non osserviamo grandi quantità di radiazione ad alta energia proveniente dai dintorni dei buchi neri. “La nostra scoperta suggerisce che potrebbero esserci molti altri resti di fusioni galattiche contenenti buchi neri massicci nascosti, ancora da scoprire”, conclude Voggel.

Nell’immagine rappresentazione artistica di un buco nero supermassiccio binario
Credit: p. Marenfeld and NOAO/AURA/NSF

https://www.eso.org/public/news/eso2117/