Ecco come i buchi neri condizionano l’evoluzione delle galassie

25 marzo 2015

Le radiazioni provenienti dalle immediate vicinanze di un buco nero supermassiccio in accrescimento creano nei gas circostanti un’onda d’urto così intensa da produrre dei “venti” che attraversano l’intera galassia, disperdendo quegli stessi gas nello spazio intergalattico. In questo modo il buco nero rallenta la formazione di nuove stelle e l’accrescimento della galassia che lo ospita(red)

I “venti” spaziali generati da un buco nero sono in grado di spazzare via dalla galassia che lo ospita il gas interstellare che vi è presente, riducendo così la possibilità di nascita di nuove stelle.

La prima osservazione diretta di questo fenomeno, ottenuta con il telescopio spaziale Herschel dell’ESA, è  di un gruppo di astronomi dell’Università del Maryland e dell’Università di Alcalá, in Spagna, chepubblicano su “Nature” un articolo a prima firma Francesco Tombesi. Si tratta di un progresso importante nella comprensione dell’evoluzione delle galassie.

Ecco come i buchi neri condizionano l'evoluzione delle galassie

Tutti i modelli sulla formazione delle galassie ipotizzano l’esistenza di meccanismi di feedback che controllano l’aumento della massa stellare delle galassie. Le simulazioni al computer indicano infatti che senza questi meccanismi le galassie sarebbero cresciute ben al di là di quanto si osserva, e molto più velocemente. L’ipotesi prevalente è che il rallentamento delle loro dimensioni abbia a che fare con la crescita dei buchi neri supermassicci che si trovano al centro delle grandi galassie. Tuttavia i dettagli di questo meccanismo di retroazione erano poco chiari: la sfera di influenza diretta di un buco nero supermassiccio è comunque minuscola rispetto alla galassia che lo ospita.

Molti buchi neri al centro delle galassie sono silenti, ma altri, i cosiddetti nuclei galattici attivi (o AGN), crescono inghiottendo materia e rilasciando in questo processo grandi quantità di energia sotto forma di radiazione elettromagnetica e di particelle fortemente energetiche. L’ipotesi testata da Tombesi e colleghi è che questo primo “vento” interstellare che investe i gas e le poveri del disco di accrescimento che circonda il buco nero – vento di cui è già stata rilevata traccia grazie a telescopi a raggi X – provochi un’eccitazione delle molecole dei gas sufficiente a generare un’onda d’urto, un secondo vento, che attraversa la galassia ed è in grado di riscaldare, spazzare ed espellere i gas che altrimenti andrebbero a formare nuove stelle. Questa onda d’urto dovrebbe emettere una radiazione, molto più debole di quella del vento proveniente direttamente dal buco nero, e rilevabile nello spettro dell’infrarosso.

Ecco come i buchi neri condizionano l'evoluzione delle galassie

Osservando la galassia IRAS F11119 + 3257, al cui centro vi è un nucleo galattico attivo e le cui emissioni nello spettro X sono state rilevate e misurate dal satellite giapponese Suzaku, Tombesi e colleghi sono riusciti a misurare proprio la radiazione infrarossa cercata, dando così una prima conferma sperimentale che quello ipotizzato è il meccanismo che frena l’accrescimento galattico.

“Herschel – che è dotato di sensibilissimi strumenti in grado di coprire tutte le lunghezze d’onda dell’infrarosso e quelle submillimetriche  – ha già rivoluzionato la nostra comprensione del modo in cui nascono le stelle. Questo nuovo risultato ci aiuta a capire perché e come la formazione stellare possa essere rallentata o anche completamente spenta all’interno di intere galassie “, spiega Göran Pilbratt, uno dei partecipanti allo studio.

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