Buchi neri supermassicci: lo scontro fra 3 anni

Una simulazione di un scontro tra due buchi neri supermassicci
Un fermo immagine da una simulazione della fusione di buchi neri. Credit:

Lo strano comportamento, notato in una galassia distante circa un miliardo di anni luce da noi, suggerisce che potrebbe essere il palcoscenico di uno degli eventi più attesi dell’astronomia moderna: lo scontro tra due buchi neri supermassicci.

Le fluttuazioni di luce dal centro della galassia SDSS J1430+2303 sembrano assomigliare ad una coppia di buchi neri supermassicci con una massa combinata di circa 200 milioni di Soli, destinati a una collisione imminente tra loro. “Imminente” in termini cosmici può spesso durare per intere generazioni. Fortunatamente in questo caso, gli astronomi prevedono che la fusione dei due buchi neri avverrà nei prossimi tre anni.

Uno scontro epocale tra buchi neri supermassicci

Potrebbe essere la nostra migliore occasione per vedere la collisione di due buchi neri supermassicci. Ovviamente non abbiamo la certezza al 100% se il fenomeno in questione stia avvenendo nel cuore di J1429+2303. Gli scienziati consigliano di continuare ad osservare la galassia per vedere se l’eventualità di una collsi9one possa essere confermata in via definitiva. Il primo rilevamento di buchi neri in collisione nel 2015 ha lanciato una nuova audace era per l’astronomia. Da allora, molte più rilevazioni sono state effettuate grazie alle onde gravitazionali che questi enormi eventi inviano increspando il tessuto spazio-tempo.

Ad oggi, quasi tutti questi scontri sono avvenuti tra coppie binarie di buchi neri con masse paragonabili alle singole stelle. C’è una valida ragione per tutto ciò, LIGO e Virgo, gli strumenti a onde gravitazionali responsabili dei rilevamenti, sono stati progettati per questo specifico intervallo di massa. Le increspature più pesanti, generate dalla collisione di buchi neri supermassicci, miliardi di volte la massa solare, sono in un intervallo di frequenza troppo basso per essere rilevati. Tuttavia, la fusione di una coppia di buchi neri supermassicci sarebbe una cosa dannatamente facile da osservare. Anche senza uno specifico rivelatore in grado di captare le onde gravitazionali a bassa frequenza, gli scienziati si aspettano di vedere un’immensa esplosione di luce attraverso lo spettro.

Un immagine aerea dell'interferometro VIRGO.
Un immagine aerea dell’interferometro VIRGO. Credit: VIRGO

I dati racchiusi in queste esplosione potrebbero dirci molto su come si svolgono questi eventi. Non siamo del tutto certi di come i buchi neri supermassicci diventino così grandi. Ad oggi abbiamo scovato alcuni indizi che suggeriscono che un meccanismo alla base di ciò siano le fusioni binarie. Siamo ormai certi che le galassie hanno buchi neri supermassicci nei loro centri galattici. Nel tempo abbiamo osservato non solo coppie e gruppi di galassie in collisione, ma buchi neri supermassicci che ruotano l’un l’altro in orbite reciproche nei centri di queste galassie post-fusione. 

L’utilizzo dei raggi X

Questi considerazioni sono dedotte dalle oscillazioni nella luce emessa dal centro di queste galassie, su scale di tempo regolari, tali da suggerire un’orbita. Questo ci riporta a J1430+2303. All’inizio di quest’anno, un team di astronomi guidato da Ning Jiang dell’Università di Scienza e Tecnologia della Cina, ha pubblicato un articolo sul server di arXiv, descrivendo alcuni comportamenti davvero strani. In un periodo di tre anni, le oscillazioni nel nucleo galattico sono diventate sempre più brevi, da un periodo di circa un anno, fino a un solo mese. Tuttavia, non è del tutto chiaro che ciò che sta accadendo nel cuore di J1430+2303. I nuclei galattici sono luoghi strani, che emettono segnali difficili da interpretare. Questo significa che è possibile che qualcos’altro possa causare la variabilità nel cuore di J1430+2303.

Per cercare di andare a fondo della questione, gli astronomi si sono rivolti all’ausilio alle lunghezze d’onda dei raggi X. Utilizzando i dati degli osservatori a raggi X, che hanno coperto un periodo di 200 giorni, un team guidato da Liming Dou dell’Università di Guangzhou in Cina, ha tentato di identificare queste firme ad alta energia. L’articolo scientifico (rif.) dimostra le variazioni nella luce a raggi X emessa dalla galassia che il team ha rilevato con un livello di confidenza del 99,96% da due diversi strumenti. Questa emissione può essere associata sia buchi neri supermassicci binari (rif.). Tuttavia, il team non è stato in grado di misurare le caratteristiche fisiche della classica “pistola fumante”.

Anche l’analisi delle osservazioni radio pubblicate a Luglio è stata inconcludente (rif.). Quindi sembra che non ci sia ancora la certezza al 100% di ciò che sta accadendo nel centro di J1430+2303. Quello che possiamo affermare con sicurezza è che qualcosa di molto strano sembra accadere al centro della galassia. Che si tratti o meno di un buco nero supermassiccio binario sull’orlo della collisione, J1430+2303 sembra meritare un’attenzione più stretta e dettagliata.

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