Quartetto di Getti da una Coppia Buchi Neri

29 Dic 2021 Quartetto di Getti da una Coppia Buchi Neri

Gli scienziati hanno scoperto quattro immense bolle gassose al centro di un ammasso di galassie, grazie a osservazioni in banda X del telescopio Chandra della NASA. Le insolite strutture sono dovute all’impatto di potenti getti di plasma prodotti da una coppia di buchi neri in orbita uno attorno all’altro.

Gli ammassi di galassie sono le più grandi strutture dell’Universo tenute insieme dalla gravità e sono composti da centinaia o perfino migliaia di galassie, immense quantità di gas caldo e invisibile materia oscura. Il gas caldo che pervade un ammasso contiene molta più massa rispetto a quella delle galassie, e brilla in banda X. Di solito al centro di un ammasso risplende una gigantesca galassia ellittica. Grazie a un nuovo studio dell’ammasso di galassie RBS 797, situato a circa 3,9 miliardi di anni luce da noi, gli scienziati hanno scoperto due coppie distinte di bolle che si estendono al di là del centro dell’ammasso. Simili bolle sono state già scoperte in altri ammassi, ma questa è la prima volta che ne individuiamo un quartetto.

Le bolle gassose derivano di solito da eruzioni di plasma emesse da regioni vicine a un buco nero supermassiccio nel cuore della galassia centrale di un ammasso. Quando il plasma fluisce via dal disco di materiale attorno al buco nero, sotto forma di getti che viaggiano in opposte direzioni, scava cavità nel gas caldo circostante, formando le bolle. Sembra che al centro di RBS 797 siano presenti due coppie di getti dirette perpendicolarmente una rispetto all’altra. “Pensiamo di sapere cosa implica una coppia di bolle, ma cosa accade quando un ammasso di galassie presenta al centro due coppie di bolle in direzioni molto differenti?”, afferma Francesco Ubertosi dell’Università di Bologna, a guida dello studio.

Nell’immagine l’ammasso di galassie RBS 797 (a sinistra) e le quattro enormi bolle individuate nel suo centro nelle osservazioni in banda X Credit: NASA/CXC/Univ. of Bologna/F. Ubertosi Optical: NASA/STScl/M.Calzadilla

Osservazioni con il Very Large Array hanno permesso di individuare due coppie di getti di emissioni radio allineate con le cavità, confermando i dati di Chandra. Secondo gli astronomi RBS 797 contiene una coppia di buchi neri supermassicci che hanno lanciato getti in direzione perpendicolare quasi nello stesso periodo di tempo. “La nostra migliore ipotesi è che una coppia di buchi neri abbia portato alla formazione di ‘una coppia di una coppia’ di cavità”, afferma Myriam Gitti, tra gli autori dello studio. “Quando pensiamo a buchi neri che formano sistemi binari, è estremamente raro che entrambi vengano osservati in fase attiva. In questo senso la scoperta di due buchi neri attivi vicini tra loro che soffiano bolle nel gas in RBS 797 è davvero straordinaria”.

Precedenti osservazioni con l’European VLBI Network (EVN) hanno permesso di scoprire due sorgenti radio puntiformi separate da circa 250 anni luce al centro dell’ammasso. Se entrambe le sorgenti sono buchi neri supermassicci, sono tra i più vicini tra loro mai scoperti. I due buchi neri giganti potrebbero continuare a spiraleggiare uno attorno all’altro, generando immense quantità di energia sotto forma di onde gravitazionali. Un’altra possibile spiegazione per le strutture osservate coinvolge un buco nero supermassiccio soltanto, con getti che in qualche modo cambiano direzione piuttosto rapidamente. L’analisi dei dati di Chandra dimostra che una delle coppie di cavità si è formata meno di 10 milioni di anni prima dell’altra. Lo studio è pubblicato su The Astrophysical Journal Letters.

Nell’immagine rappresentazione artistica della coppia di buchi neri
Credit: NASA

https://chandra.si.edu/press/21_releases/press_121621.html

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