Illustrazione di un buco nero circondato dal disco di gas.
I buchi neri supermassicci potrebbero consumare una massa pari a 50 miliardi di Soli prima di perdere il disco di gas da cui dipende la loro esistenza. E’ la conclusione a cui arriva nel suo articolo il professor Andrew King del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di Leicester, che fa il punto sulle fenomenologia dei buchi neri supermassicci, circondati da dischi di accrescimento di gas, che risiedono nel cuore delle galassie. I risultati di questo studio sono riportati su Monthly Notices Letters of the Royal Astronomical Society (MNRAS).
Il gas che forma il disco di accrescimento può perdere energia e riversarsi verso le regioni centrali, alimentando in questo modo il buco nero. Tuttavia, è noto che questi dischi non solo sono instabili ma sono propensi a disintegrarsi formando stelle. King ha eseguito una serie di calcoli per capire fino a che punto può crescere la massa di un buco nero, mantenendo ancora il suo disco di accrescimento: la risposta è 50 miliardi di Soli.
Inoltre, lo studio suggerisce che senza un disco di accrescimento, il buco nero non sarebbe in grado di alimentarsi, il che implica che 50 miliardi di masse solari rappresentano approssimativamente il limite superiore della massa. L’unico modo che gli permetterebbe di diventare ancora più massiccio sarebbe il processo di cattura di una stella, che passa nelle sue vicinanze, oppure la fusione (merger) con un altro buco nero.
«Finora, gli astronomi hanno trovato quegli oggetti la cui massa è vicina al valore massimo attraverso l’osservazione dell’enorme quantità di energia emessa dal gas presente nel disco man mano che precipita verso il buco nero», spiega King. Il significato di questo risultato implica che questo processo non dovrebbe far incrementare ulteriormente la massa, una volta cioè che viene consumato il disco di accrescimento.
«In linea di principio, sono ancora possibili buchi neri che hanno masse più grandi», continua King. «Ad esempio, un buco nero che ha una massa vicina al valore limite potrebbe ‘fondersi’ con un altro buco nero e il risultato sarebbe un oggetto di massa superiore. Tuttavia, durante questo processo non si avrebbe emissione di energia dato che l’oggetto risultante dal merger non sarebbe più circondato da un disco di gas da cui avrebbe origine la radiazione».
«In ogni caso», conclude King, «il buco nero potrebbe essere rivelato in altri modi, ad esempio attraverso l’effetto della curvatura dei raggi luminosi, come previsto dalla relatività generale, o forse, in futuro, attraverso la rivelazione di onde gravitazionali che la teoria di Einstein predice quando avviene un merger».
Per saperne di più:
- Leggi il preprint su arXiv: How Big Can a Black Hole Grow?