Il mistero del buco nero mancante

Mega ciao!

Come state? Avete iniziato a preparare i telescopi per la grande congiunzione di Giove e Saturno? Nello sfortunatissimo caso in cui sia brutto tempo vi ricordo che l’INAF sarà in diretta YouTube per permettervi di seguire l’evento.

Nel frattempo però che ne dite di trasformarvi nel detective Conan o, se preferite, nella Signora di Giallo per affrontare un bel mistero spaziale? Nell’immagine qui sotto potete vedere l’ammasso di galassie Abell 2261, situato a circa 2.7 miliardi di anni luce dalla Terra. In rosa troviamo il gas distribuito nell’ammasso (Chandra X-ray Observatory), sovrapposto alle immagini ottiche. Al centro dell’ammasso c’è un’enorme galassia ellittica. Dalle stime ottenute combinando i dati X e ottici al centro della galassia dovrebbe esserci un buco nero supermassiccio, con una massa compresa tra 3 miliardi e 100 miliardi di masse solari. L’unico problema è che di questo buco nero non c’è la minima traccia! Dove si sarà nascosto? Mistero! Ovviamente potreste domandarvi come possiamo vedere un buco nero se, come dice il nome, è proprio nero. La risposta è molto semplice: non vediamo il buco nero, ma gli effetti sulla materia che gli sta intorno. In particolare, se l’oggetto compatto sta mangiando allora deve essere circondato da un disco di polvere e gas, chiamato disco di accrescimento. Nelle regioni interne del disco le temperature sono talmente alte da generare radiazione X, che può essere tranquillamente rivelata da Chandra o da qualsiasi altro osservatorio per l’astronomia X. Nel caso di questa gigantesca galassia ellittica però non è stata rivelata l’emissione X tipica di un buco nero. Com’è possibile? Dov’è finito il buco nero?

Un’ipotesi è che possa essere stato espulso dalla galassia in seguito ad un fenomeno di fusione con un’altra galassia. In questo caso i due buchi neri supermassicci centrali si sarebbero fusi tra loro in un buco nero più grande. A causa del potentissimo rinculo gravitazionale, il nuovo buco nero potrebbe aver raggiunto grandi velocità ed essersi spostato dal centro della galassia. Gli astronomi hanno quindi cercato dei raggruppamenti di stelle che potrebbero essere stati spostati dal buco nero in movimento. Analizzando tre di questi gruppi di stelle però non sono state trovate prove della presenza di un buco nero in due di loro, mentre nel terzo le stelle erano troppo deboli per poter fornire risultati utili.

Infine è stata studiata l’emissione radio vicino al centro della galassia. Questa ha le tracce di emissione tipiche dell’attività di un buco nero avvenuta circa 50 milioni di anni fa. I dati radio indicano però che al momento non è presente nessun buco nero al centro di questa galassia.

I prossimi anni saranno fondamentali per la ricerca del buco nero mancante. Nel 2021 sarà infatti lanciato il James Webb Space Telescope, che funzionerà a lunghezze d’onda infrarosse e dovrebbe essere in grado di trovare il buco nero al centro della galassia o di uno degli ammassi. Nel caso in cui non riesca a trovarlo verrebbe confermata l’ipotesi del rinculo gravitazionale che avrebbe portato il buco nero ben lontano dal centro galattico.

A presto!

Sara

Abell 2261 (Image credits: NASA)