I buchi neri soffiano via i gas

Posted on maggio 14, 2010

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I Buchi neri supermassicci, con una massa di molti milioni di stelle, sono stati rilevati al centro di molte galassie di grandi dimensioni. Un buco nero super-massiccio è in agguato come un “mostro” al centro della galassia e divora il materiale circostante attraverso l’intensità della sua attrazione gravitazionale.
Le osservazioni a raggi X indicano che una grande quantità di energia è prodotta dalla caduta di materia in un buco nero, ed è espulsa in getti potenti. Gli astronomi del “Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics” hanno ormai dimostrato che questi getti espellono la materia non solo dalle loro galassie ospiti, ma anche il gas tra i membri del gruppo di galassie. La ricerca è stata pubblicata 1 maggio 2010 in Il Journal.

Gli astronomi stanno a lungo cercando di capire come i buchi neri interagiscano con l’ambiente (il cosiddetto feedback), ma a tutt’oggi il processo è poco conosciuto. Le osservazioni e le simulazioni hanno mostrato che le galassie sono attive nel trasporto di enormi quantità di materiale con i loro jet, che sono particolarmente luminose a lunghezze d’onda radio, nel gas all’interno degli ammassi. Le prove di questa “radio-mode feedback” si osservano sia nelle emissioni radio che ai raggi X.

Degli studi recenti hanno dimostrato che la quantità di gas nei gruppi di galassie, sono oggetti costituiti da galassie diverse legate insieme, come la Via Lattea e la Galassia di Andromeda, a differenza degli ammassi di galassie fino a migliaia di dei singoli membri. Grandi quantità di energia meccanica iniettata nel gas dal buco nero centrale può essere rimossa da esso. Tuttavia fino ad oggi questa era solo un’ipotesi. I campioni del gruppo precedente si sono limitati ad una manciata di oggetti vicini popolati da emissioni radio a bassa luminosità buchi neri.

Utilizzando uno dei più grandi campioni di raggi X rilevati da gruppi e ammassi di galassie identificati da XMM-Newton e con osservazioni radio, un team di astronomi guidato da Stefania Giodini presso il Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics ha studiato l’energetica del feedback radio galassia in gruppi di galassie. Nel campo COSMOS, dove quasi 300 gruppi di galassie a raggi X sono stati rilevati, il team ha potuto dimostrare che l’attività buco nero nel centro di gruppi di galassie deve avere un effetto drammatico sulla materia circostante: essi espellono energia sufficiente a soffiare il gas intergalattico fuori dalla gravitazionale del gruppo di galassie. Il mistero del gas mancante in gruppi di galassie è risolto e il grande impatto dei buchi neri sui gruppi di galassie è stato dimostrato per la prima volta.

“Nei gruppi di galassie è contenuto il gas per la gravità. Ma i buchi neri producono così tanta energia che superano la capacità del gruppo di tenere il gas”, ha spiegato Stefania Giodini, l’autore principale della carta. “Una parte significativa del gas è stato rimosso. Nessun effetto simile è stato osservato in ammassi di galassie più massicce, in cui l’enorme attrazione gravitazionale trattiene il gas prima che venga rimosso.”

“E’ impressionante notare il significativo deflusso di influenza radio delle galassie che riesce ad avere sul loro ambiente”, ha detto Vernesa Smolčić del “California Institute of Technology”, co-autore del documento. “Questo probabilmente accade non solo sulla bilancia delle galassie ospiti di questi flussi in uscita, ma anche su grandi scale, come per la distanza dalla nostra Via Lattea ad Andromeda. Le galassie radio sembrano essere i “produttori di guai” nell’Universo in grado di riscaldare il gas intorno alle loro galassie ospiti a temperature inaspettate, come anche espellere una frazione di materia da gruppi di galassie”.

Hans Böhringer, capo del gruppo di ricerca per gli ammassi di galassie e la cosmologia al “Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics”, che ha partecipato anche a questa ricerca, ha detto: “Nei cluster nelle vicinanze si può vedere l’effetto a breve termine delle esplosioni di energia sotto forma di bolle radio di plasma luminoso, ti tipo relativistio. E’ l’evidenza diretta del comportamento periodico che può essere osservato solo guardando i loro effetti in un gran numero di gruppi “.

L’enorme effetto di singoli nuclei di galassie è sorprendente anche per gli astronomi. “Non ho mai potuto immaginare in quale misura i buchi neri possano spostare il gas nei gruppi di galassie”, dice Alexis Finoguenov dal “Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics e University of Maryland”, a Baltimore County, “essi sono i soffiatori di vetro dell ‘Universo”

A cura di Arthur McPaul

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