Se contemplare le enormi dimensioni degli oggetti astronomici ti fa sentire piuttosto gracile e insignificante, allora questa nuova scoperta ti farà sentire positivamente infinitesimale.
È quasi impossibile immaginare un oggetto così grande: un buco nero super massiccio 40 miliardi di volte più massiccio del nostro Sole. Ma eccolo lì, seduto al centro di una galassia ellittica supergigante chiamata Holmberg 15A . Holmberg 15A dista circa 700 milioni di anni luce, al centro del Abell 85 ammasso di galassie.
Questo colosso è già stato nel mirino degli astronomi. In precedenza, la sua massa era stimata a 310 miliardi di volte la massa del Sole, una dimensione quasi inconcepibile. Ma quella stima era basata su misurazioni indirette. In questo nuovo studio, gli astronomi hanno tracciato il movimento delle stelle attorno al buco nero e sono arrivati a 40 miliardi di volte la massa del Sole.
Poiché questa nuova misurazione si basa sull'osservazione diretta, è più accurata.
Lo studio che delinea questa nuova misurazione è stato presentato a The Astrophysical Journal, ma non è stato ancora sottoposto a revisione paritaria. Si intitola ' Un buco nero da 40 miliardi di massa solare nel nucleo estremo di Holm 15A, la galassia centrale di Abell 85. '
Il documento si basa su solo due notti di osservazioni con lo strumento Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) sull'ESO Telescopio molto grande (VLT) presso l'Osservatorio del Paranal nel nord del Cile. Utilizzando modelli e osservazioni, il team di astronomi dietro questo lavoro ha osservato la cinematica stellare delle stelle che orbitano attorno al buco. Dicono che questo buco nero sia un record. '... l'SMBH al centro di Holm 15A è il buco nero determinato dinamicamente più massiccio finora'.
Rappresentazione artistica di due buchi neri che si fondono, che è stato teorizzato essere una fonte di onde gravitazionali. L'SMBH in Holm 15A è molto probabilmente il risultato di una fusione di due buchi neri. Crediti: Bohn, Throwe, Hébert, Henriksson, Bunandar, Taylor, Scheel/SXS
Giusto per essere chiari, questa non è la SMBH più massiccia mai trovata. Quel titolo, almeno per ora, appartiene all'Ultra Massive Black Hole (UMBH) al centro di TON 618 , un quasar estremamente luminoso a oltre 10 miliardi di anni luce di distanza. Quel colosso è 66 miliardi di volte più massiccio del Sole. Ma quell'UMBH è stato misurato indirettamente, quindi la sua misurazione della massa potrebbe essere rivista.
È difficile immaginare qualcosa che sia 40 miliardi di volte più massiccio del Sole. Per metterlo in prospettiva, immagina questo SMBH situato al centro del nostro Sistema Solare, dove si trova il Sole. Se fosse lì, si estenderebbe fino a Plutone e molto oltre.
Plutone è a circa 40 Unità Astronomiche (AU) dal Sole. E la fascia di Kuiper si estende per circa 50 AU. L'eliopausa si trova a circa 123 UA di distanza dal Sole. Ma questo SMBH si estenderebbe fino a circa 790 AU. Si sta avvicinando all'inizio della nuvola di Oort, che inizia da qualche parte intorno a 1000 AU.
Questa immagine non è in scala, per ovvie ragioni. Ma mostra le posizioni delle pietre miliari della distanza nel nostro sistema solare in unità astronomiche. Se questo SMBH appena misurato fosse nella posizione del Sole, si estenderebbe oltre l'eliopausa e si avvicinerebbe alla nuvola di Oort. Credito immagine: NASA / JPL-Caltech – http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA17046, dominio pubblico, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=28366203.
Non sono solo le dimensioni della SMBH a essere notevoli. Secondo altri metodi di misurazione, è persino più grande del previsto. 'L'SMBH di Holm 15A non è solo il più massiccio fino ad oggi, ma è anche da quattro a nove volte più grande del previsto, data la massa stellare rigonfia della galassia e la dispersione della velocità stellare della galassia', hanno affermato gli autori nel loro articolo.
Ma come ha fatto questa SMBH a diventare così grande?
Probabilmente si è formato quando due galassie di primo tipo (ETG) si sono fuse. In questo caso, entrambi gli ETG avrebbero avuto core esauriti, il che significa che non ci sono molte stelle lì. Questo tipo di fusione è probabilmente raro, secondo gli autori, e spiega perché questa bestia è così straordinaria.
È anche possibile che SMBH di Holm 15A sia il risultato di una fusione tra più di due ETG. '... se Holm 15A ha sperimentato una prima evoluzione accelerata in passato, allora potrebbe benissimo essere coinvolto non solo un buco nero binario, ma forse uno scenario più complicato con più buchi neri'.
Il team di astronomi intende continuare il proprio lavoro. Pensano che la loro analisi dettagliata possa rivelare maggiori informazioni sulla storia della fusione di galassie massicce e sui buchi neri nei loro centri.
Quando si tratta di fondere i buchi neri, l'Osservatorio LIGO è la soluzione migliore per individuarli.
“Al momento, Holm 15A è solo il primo ETG massiccio con un nucleo quasi esponenziale che è stato analizzato dinamicamente in dettaglio. I modelli dinamici e le decomposizioni fotometriche di altre galassie simili potrebbero aiutare a far luce sulle questioni relative alla loro formazione ed evoluzione».
È possibile che continueremo a trovare buchi neri sempre più grandi e che dovremo continuare a inventare nuovi nomi per le categorie di dimensioni. Abbiamo avuto buchi neri, poi buchi neri super massicci e ora buchi neri ultra massicci.
Alcuni astrofisici affermano che probabilmente c'è un limite a quanto può diventare grande un buco nero prima che il suo disco di gas collassi e smetta di crescere. Quel limite è di circa 50 miliardi di masse solari. Ma se due buchi neri si uniscono che hanno già raggiunto quel limite, allora potrebbe essere possibile un UMBH fino a 100 miliardi di masse solari.
È quasi inconcepibile. E se tre buchi neri potessero fondersi, cosa significa questo per i limiti di massa dei buchi neri?
In ogni caso, c'è molto lavoro da fare prima di capire davvero da dove vengono questi colossi e quanto possono diventare enormi. Il LIGO Osservatorio ha rilevato 10 fusioni di coppie di buchi neri a partire dal 2018 e dicono che alla fine potrebbero rilevarne uno a settimana. Quindi non mancano le occasioni per studiarli.
Di più:
- Documento di ricerca: UN BUCO NERO DA 40 MILIARDI DI MASSA SOLARE NEL CUORE ESTREMO DI HOLM 15A, LA GALASSIA CENTRALE DI ABELL 85
- Nuovo scienziato: I buchi neri hanno un limite di dimensione di 50 miliardi di soli
- Universo oggi: Come previsto, il nuovo LIGO sta trovando una fusione di buchi neri ogni settimana
- Universo oggi: Gli astronomi vedono prove di buchi neri supermassicci che si formano direttamente nell'universo primordiale
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