Questa immagine mostra la galassia ellittica NGC 4889, in primo piano rispetto a centinaia di galassie sullo sfondo. Al centro della galassia, ben nascosto all’occhio umano, c’è un buco nero supermassiccio gigantesco: contiene la bellezza di 21 miliardi di soli. Crediti: NASA e ESA
L’aspetto pacato e tranquillo di NGC 4889 può ingannare un occhio inesperto, ma la galassia ellittica immortalata in questa recente immagine dal telescopio spaziale Hubble della NASA e dell’ESA nasconde un oscuro segreto. Nel suo cuore si cela uno dei buchi neri più massicci mai scoperti.
Situato a circa 300 milioni di anni luce di distanza da noi, nell’Ammasso della Chioma, la galassia ellittica gigante NGC 4889, la più brillante e più grande in questa immagine, contiene un buco nero supermassiccio record: 21 miliardi di volte la massa del Sole. L’orizzonte degli eventi di questo colosso cosmico, ovvero la superficie oltre la quale nemmeno la luce può sfuggire all’attrazione gravitazionale del corpo centrale, ha un diametro di circa 130 miliardi di km, ovvero circa 15 volte il diametro dell’orbita di Nettuno. In confronto, il buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia, con i suoi 4 milioni di masse solari, ha un orizzonte degli eventi che arriva solo a un quinto dell’orbita di Mercurio.
Ormai l’epoca in cui il buco nero centrale di NGC 4889 stava inghiottendo stelle e divorando polvere è un ricordo lontano. Gli astronomi ritengono che questo gigantesco oggetto abbia smesso di alimentarsi molto tempo fa. L’ambiente all’interno della galassia è ormai così tranquillo che attorno al buco nero ci sono stelle in formazione, che nascono a partire dal gas rimasto, e le vediamo orbitare nei pressi del gigante.
Rappresentazione artistica di un buco nero circondato da un disco di accrescimento. Crediti immagine: NASA/JPL-Caltech
Nella sua fase di attività, il buco nero supermassiccio di NGC 4889 era alimentato da processi di accrescimento. In quell’epoca, infatti, il materiale galattico (gas, polveri e altre tipologie di detriti) scivolava lentamente verso il buco nero, e ha cominciato ad accumularsi fino a formare un disco di accrescimento. Il disco, continuando a ruotare, è stato accelerato dall’enorme forza di gravità del buco nero centrale e si è riscaldato arrivando a temperature di milioni di gradi. Questo materiale riscaldato è stato in parte espulso da getti molto energetici. Durante il suo periodo di massima attività, gli astronomi avrebbero classificato NGC 4889 come un quasar e il disco di accrescimento avrebbe emesso fino a mille volte quanto emette la Via Lattea.
Il disco di accrescimento ha saziato l’appetito del buco nero supermassiccio fino all’esaurimento del materiale galattico a sua disposizione. Ora il gigante cosmico si riposa nell’attesa del suo prossimo spuntino. Gli astronomi direbbero che è quiescente. Tuttavia, la sua stessa esistenza ci permette di sapere meglio come e dove si siano formati i quasar, oggetti ancora misteriosi e sfuggenti.
Sebbene sia impossibile osservare direttamente un buco nero, dal momento che la luce non può sfuggire alla sua attrazione gravitazionale, la sua massa può essere determinata indirettamente. Utilizzando gli strumenti di cui dispongono i telescopi Gemini Nord e Keck II, gli astronomi hanno potuto misurare la velocità delle stelle che orbitano attorno al centro di NGC 4889, e grazie a questa misura sono stati in grado di stimare la massa del buco nero supermassiccio che merita più di tutti questo aggettivo.