Suzaku ed Heschel Collegano il "Vento" generato da un Buco Nero con un Flusso di Gas Adatto alla Formazione Stellare


Immagine a filtro rosso della galassia IRAS F11119+3257 ripresa dallo stromento di 2,2 metri di diametro dell'Università delle Hawaii. E' possibile vedere sulla sinistra una debole struttura da ricondursi ad un flusso di gas espulso dal centro galattico. Sullo sfondo, campo ripreso dallo Sloan Digital Sky Survey. Credit: NASA's Goddard Space Flight Center/SDSS/S. Veilleux
Immagine a filtro rosso della galassia IRAS F11119+3257 ripresa dallo stromento di 2,2 metri di diametro dell'Università delle Hawaii. E' possibile vedere sulla sinistra una debole struttura da ricondursi ad un flusso di gas espulso dal centro galattico. Sullo sfondo, campo ripreso dallo Sloan Digital Sky Survey. Credit: NASA's Goddard Space Flight Center/SDSS/S. Veilleux

Dalla combinazione delle osservazioni del satellite a raggi X giapponese Suzaku e l'Heschel Space Observatory dell'ESA nell'infrarosso, gli scienziati hanno riconnesso un violento “vento” prodotto nei pressi di un buco nero al centro di una galassia ad un torrente esterno di gas freddo largo circa un migliao di anni-luce. I risultati trovati convalidano in tutto e per tutto un meccanismo di feedback a lungo sospettato, che permetterebbe ad un buco nero di influenzare l'evoluzione della sua galassia ospite.

“Questo è il primo studio che connette direttamente un buco nero attivamente influente a fenomeni riscoperti su scale fisiche molto più grandi”, dice Francesco Tombesi, primo ricercatore ed astrofisico al Goddard Space Flight Center della NASA, a Greenbelt (Maryland) e presso l'Università del Maryland (College Park). “Abbiamo individuato il vento in crescendo dal luminoso disco di gas molto vicino al buco nero, e possiamo mostrare che questo sia responsabile per il gas in cui avviene formazione stellare espulso dalle regioni centrali della galassia.

Lo studio su cui Tombesi ed il suo team si sono concentrati, pubblicato nell'edizione del 26 Marzo di Nature, riporta questa connessione all'interno della galassia conosciuta come IRAS F11119+3257. Questa galassia è lontanissima rispetto a noi e dista per l'esattezza 2.3 miliardi di anni luce (circa metà dell'attuale età del Sistema Solare!), e come la gran parte delle galassie – Via Lattea inclusa – ospita un buco nero supermassiccio, la cui massa è stata stimata intorno a 16 milioni di volte quella del Sole, ed il cui disco di accrescimento ha dimensioni pari a qualche centinaio di volte quelle del Sistema Solare.

Le nuove scoperte risolvono un enigma durato a lungo: le galassie mostrano una particolare correlazione tra la massa dei propri buchi nericentrali e le proprietà delle stelle che fanno parte di una regione più grande denominata nucleo galattico. Quelle che possiedono buchi neri più massivi, abitualmente possiedono anche nuclei proporzionalmente con masse stellari maggiori e stelle che si muovono più rapidamente. Ma come è possibile che il buco nero influenzi anche la formazione stellare? Molto semplice: più il buco nero centrale cresce, più il gas circostante viene sottoposto ad "onde d'urto" che portano alla creazione di zone più dense all'interno delle nubi di materiale, e di conseguenza ad un incentivo nella formazione di protostelle e stelle.

Immagine artistica che ritrae una galassia "pulita" dal gas nterstellare. Dagli studi su F1119 si è potuto vedere che questo è opera del buco nero supermassivo al suo centro. Credit:  ESA/ATG Medialab
Immagine artistica che ritrae una galassia "pulita" dal gas nterstellare. Dagli studi su F1119 si è potuto vedere che questo è opera del buco nero supermassivo al suo centro. Credit:
ESA/ATG Medialab

Nel 2013 Sylvain Veilleux, professore di Astronomia presso l'UMPC, iniziò una ricerca riguardante le espulsioni di gas dal centro in un campione di galassie attive. Per F11119+3257 I ricercatori hanno identificato un generoso flusso di molecole idrossili in moto a circa 3 milioni di chilometri orari. Altri studi comparati, alla ricerca di differeti tracce di molecole, hanno trovato risultati simili. Nello studio attuale invece,Tombesi, Veilleux ed I loro colleghi hanno stimato che questo flusso opera fino a 1000 anni luce dal centro galattico, calcolando che esso smuove abbastanza gas da poter formare 800 copie del nostro Sole. Utilizzando lo X-ray Imaging Spectrometer (spettrometro a raggi X) del Suzaku ottenendo un'esposizione effettiva di quasi tre giorni, è stato osservato che il gas che assorbe i raggi X si sta allontanando dal disco di accrescimento più interno a circa 270 milioni di km/h (circa un quarto della velocità della luce), regione stimata lontana intorno agli 800 milioni di km dal'orlo del buco nero.

Gli studiosi pensano che le galassie ultra-luminose nell'infrarosso come F11119 rappresentino una prima fase nell'evoluzione dei quasars, un tipo di galassia potenziata da un buco nero con una luminosità estrema in un range esteso di lunghezze d'onda.

Giulia Murtas

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