Quando un Buco Nero Genera Nuove Stelle

Quando un Buco Nero Genera Nuove Stelle

I buchi neri vengono spesso rappresentati come oggetti mostruosi, pronti a ingoiare qualsiasi corpo celeste si trovi a passare nelle loro vicinanze. Ma nuove osservazioni del telescopio Hubble forniscono un quadro diverso di questi oscuri divoratori cosmici: la galassia nana Henize 2-10 mostra chiari segni di intensa formazione stellare, innescata dai deflussi gassosi espulsi dai dintorni di un buco nero.

Il buco nero nel cuore di Henize 2-10, una piccola galassia nella costellazione della Bussola a circa 30 milioni di anni luce da noi, sta creando nuove stelle, piuttosto che catturarle nella sua morsa gravitazionale. Sembra che il buco nero, la cui massa è pari a circa un milione di masse solari, contribuisca efficacemente alla raffica di formazione stellare che ha luogo nella galassia. Henize 2-10, contenente appena un decimo delle stelle che popolano la Via Lattea, è un oggetto importante per gli astronomi, perché può contribuire a risolvere il mistero della formazione e dell’evoluzione dei buchi neri supermassicci nel giovane Universo.

Nell’immagine la galassia Henize 2-10. Nel riquadro il deflusso gassoso che connette il buco nero massiccio alla regione di formazione stellare nella galassia. Credit: NASA, ESA, Z. Schutte (XGI), A. Reines (XGI), A. Pagan (STScI)

“Fin da subito sapevo che qualcosa di insolito e speciale stava avvenendo in Henize 2-10, e ora Hubble ha fornito un quadro molto chiaro della connessione tra il buco nero e una regione di formazione stellare nelle vicinanze, localizzata a 230 anni luce dal buco nero stesso”, spiega Amy Reines, che ha scoperto la presenza del buco nero nella galassia nel 2011, prima autrice del nuovo studio pubblicato su Nature. Un deflusso gassoso espulso dal disco di accrescimento attorno al buco nero viaggia attraverso lo spazio, fino a un gruppo di brillanti e giovani ammassi stellari. Le immagini dimostrano che il deflusso si muove a circa 1,6 milioni di chilometri all’ora, impattando sul denso gas circostante, mentre ammassi di stelle neonate si accendono lungo il percorso del getto.

Si tratta di un fenomeno opposto rispetto a quanto avviene nelle grandi galassie, in cui il materiale in caduta verso il buco nero centrale può venire espulso per effetto dei potenti campi magnetici, formando stretti getti di plasma che si muovono a velocità prossime a quella della luce. In quel caso, infatti, le nubi gassose lungo il percorso del getto vengono riscaldate e disperse, tanto da non riuscire più a formare nuove stelle. Ma il buco nero in Henize 2-10 è più piccolo, e il suo deflusso gentile provoca la compressione del gas, tanto da permettere un’intensa nascita di nuove stelle. Sin dalla prima scoperta di emissioni radio e in banda X nella galassia, Reines ipotizzò che provenissero da un buco nero, sebbene altri astronomi avessero fornito spiegazioni alternative, come la radiazione emessa da un resto di supernova. “La risoluzione straordinaria delle riprese di Hubble mostra chiaramente una conformazione simile a un cavatappi nella velocità del gas, che possiamo ricondurre al modello di un deflusso soggetto a precessione, espulso da un buco nero. Un resto di supernova non avrebbe questa caratteristica e questa è la prova definitiva che si tratta proprio di un buco nero”, spiega Reines.

In futuro gli astronomi osserveranno altre galassie nane alla ricerca di buchi neri massicci al loro interno. Questo allo scopo di svelare uno dei misteri della moderna cosmologia: come hanno fatto a formarsi buchi neri con massa anche un miliardo di volte quella solare all’alba dell’Universo. La relazione tra la massa di una galassia e del suo buco nero può fornire indizi in questo senso. Le teorie attuali prevedono una serie di spiegazioni per questo mistero cosmico, ma nessuna si è rivelata vincente sulle altre. È possibile che i buchi neri supermassicci nell’Universo primordiale si siano formati come i buchi neri più piccoli, a partire dall’esplosione e dal collasso gravitazionale di stelle giganti, e che in seguito abbiano acquisito materiale a sufficienza per raggiungere proporzioni giganti. Oppure nell’Universo neonato vi erano delle condizioni totalmente differenti da quelle attuali, che permettevano il collasso diretto in buchi neri di gigantesche nubi di materiale. Un’altra ipotesi prevede che i semi dei futuri buchi neri supermassicci siano nati all’interno di densi ammassi stellari. Galassie nane come Henize 2-10 offrono la possibilità di ricavare nuovi indizi, perché si sono mantenute piccole nel corso della storia universale. I buchi neri nelle galassie nane, rari da individuare, potrebbero servire come analoghi dei primi buchi neri, nati all’alba dell’Universo.

Nell’immagine rappresentazione artistica di formazione stellare alimentata dai getti di un buco nero
Credit: ESO/M. Kornmesser

https://hubblesite.org/contents/news-releases/2022/news-2022-002