Al centro della Via Lattea risiede il Buco nero supermassiccio (SMBH) noto come Sagittario A* . Questo tremendo buco nero misura circa 44 milioni di km di diametro e ha la massa di oltre 4 milioni di soli. Per decenni, gli astronomi hanno capito che la maggior parte delle galassie più grandi ha un SMBH al suo interno e che queste vanno da centinaia di migliaia a miliardi di masse solari.
Tuttavia, una nuova ricerca condotta da un team di ricercatori dell'Università di Keio, in Giappone, ha fatto una scoperta sorprendente. Secondo il loro studio , il team ha trovato prove di un buco nero di medie dimensioni in un ammasso di gas vicino al centro della Via Lattea. Questa scoperta inaspettata potrebbe offrire indizi su come si formano le SMBH, cosa su cui gli astronomi si interrogano da tempo.
Lo studio, intitolato “ Emissione di onde millimetriche da un candidato buco nero di massa intermedia nella Via Lattea “, apparso di recente sulla rivistaAstronomia della natura.Guidato da Tomoharu Oka, un ricercatore del Dipartimento di Fisica e del Scuola di Scienze e Tecnologie Fondamentali alla Keio University, il team ha studiato CO-0,40-0,22, una nube di gas compatta ad alta velocità vicino al centro della nostra galassia.
Il concept di questo artista mostra una galassia con un buco nero supermassiccio al suo interno. Il buco nero sta emettendo getti di onde radio. Credito immagine: NASA/JPL-Caltech
Questa nube di polvere compatta, che da anni affascina gli astronomi, misura oltre 1000 AU di diametro e si trova a circa 200 anni luce dal centro della nostra galassia. La ragione di questo interesse ha a che fare con il fatto che i gas in questa nube - che includono acido cianidrico e monossido di carbonio - si muovono a velocità molto diverse, il che è qualcosa di insolito per una nube di gas interstellari.
Nella speranza di comprendere meglio questo strano comportamento, il team ha originariamente osservato CO-0,40-0,22 utilizzando il radiotelescopio di 45 metri al Osservatorio radiofonico di Nobeyama in Giappone. Questo è iniziato in gennaio del 2016 , quando il team ha notato che la nuvola aveva una forma ellittica composta da due componenti. Questi includevano un componente compatto ma a bassa densità con velocità variabili e un componente denso (lungo 10 anni luce) con poche variazioni.
Dopo aver condotto le osservazioni iniziali, il team ha poi proseguito con le osservazioni del Array Atacama Large Millimeter/submillimetrico (ALMA) in Cile. Questi confermavano la struttura della nuvola e le variazioni di velocità che sembravano accordarsi con la densità. Inoltre, hanno osservato la presenza di onde radio (simili a quelle generate da Sagittarius A*) vicino alla regione densa. Come affermano nel loro studio:
“Recentemente, abbiamo scoperto una particolare nube molecolare, CO-0,40-0,22, con un'ampiezza di velocità estremamente ampia, vicino al centro della nostra galassia, la Via Lattea. Sulla base dell'attenta analisi della cinematica del gas, abbiamo concluso che un oggetto compatto con una massa di circa 105[Masse solari] è in agguato in questa nuvola”.
Cambia l'immagine che mostra l'area intorno a Sgr A*, dove i raggi X a bassa, media e alta energia sono rispettivamente rossi, verdi e blu. Il riquadro mostra i bagliori dei raggi X dalla regione vicina a Sgr A*. NASA: NASA/SAO/CXC
Il team ha anche eseguito una serie di modelli al computer per tenere conto di questi strani comportamenti, indicando che la causa più probabile era un buco nero. Data la sua massa – 100.000 masse solari, o circa 500 volte più piccola di quella del Sagittarius A* – ciò significava che il buco nero era di dimensioni intermedie. Se confermata, questa scoperta costituirà il secondo buco nero più grande da scoprire all'interno della Via Lattea.
Questo rappresenta una novità per gli astronomi, dal momento che la stragrande maggioranza dei buchi neri scoperti fino ad oggi sono stati piccoli o massicci. Gli studi che hanno cercato di localizzare i buchi neri intermedi (IMBH), d'altra parte, hanno trovato pochissime prove di essi. Inoltre, questi risultati potrebbero spiegare come si formano le SMBH al centro di galassie più grandi.
In passato, gli astronomi hanno ipotizzato che gli SMBH si siano formati dalla fusione di buchi neri più piccoli, il che implicava l'esistenza di buchi intermedi. In quanto tale, la scoperta di un IMBH costituirebbe la prima prova di questa ipotesi. Come ha spiegato Brooke Simmons, professore all'Università della California a San Diego, in un'intervista a Il guardiano :
“Sappiamo che i buchi neri più piccoli si formano quando alcune stelle muoiono, il che li rende abbastanza comuni. Pensiamo che alcuni di quei buchi neri siano i semi da cui i buchi neri supermassicci molto più grandi crescono fino a diventare almeno un milione di volte più massicci. Tale crescita dovrebbe avvenire in parte per fusioni con altri buchi neri e in parte per accrescimento di materiale dalla parte della galassia che circonda il buco nero.
“Gli astrofisici hanno raccolto prove osservative sia per i buchi neri di massa stellare che per i buchi neri supermassicci per decenni, ma anche se pensiamo che i più grandi crescano da quelli più piccoli, non abbiamo mai avuto prove chiare di un buco nero con una massa in tra questi estremi”.
Rappresentazione artistica di due buchi neri che si fondono, che è stato teorizzato essere una fonte di onde gravitazionali. Crediti: Bohn, Throwe, Hébert, Henriksson, Bunandar, Taylor, Scheel/SXS
Saranno necessari ulteriori studi per confermare la presenza di un IMBH al centro di CO-0,40-0,22. Supponendo che riescano, possiamo aspettarci che gli astrofisici lo monitoreranno per un po' di tempo per determinare come si è formato e quale sarà il suo destino finale. Ad esempio, è possibile che stia lentamente andando alla deriva verso Sagittarius A* e alla fine si fonderà con esso, creando così un SMBH ancora più massiccio al centro della nostra galassia!
Supponendo che gli esseri umani siano in giro per rilevare quella fusione, è giusto dire che non passerà inosservata. Le sole onde gravitazionali saranno sicuramente impressionanti!
Ulteriori letture: Astronomia della natura
