Simulazione di un disco di accrescimento che circonda un buco nero supermassiccio. Crediti: Scott C. Noble
A oggi gli scienziati hanno rilevato con certezza dieci segnali di onde gravitazionali emessi dalla fusione di coppie di buchi neri di massa stellare. Tuttavia, l’origine di queste fusioni è ancora sconosciuta. La più grande fusione rilevata finora – Gw 170729 – sembra sfidare i modelli teorici esistenti, poiché la rotazione e la massa stimate sono più elevate rispetto all’intervallo di valori ritenuto possibile. Un gruppo di ricercatori, tra cui Richard O’Shaughnessy del Rochester Institute of Technology, ha sviluppato simulazioni che potrebbero spiegare come è avvenuta questa fusione.
In un nuovo articolo pubblicato su Physical Review Letters, i ricercatori suggeriscono che fusioni così imponenti potrebbero avvenire appena fuori dai buchi neri supermassicci al centro dei nuclei galattici attivi. Gas, stelle, polvere e buchi neri rimangono intrappolati nel disco di accrescimento che circonda questi buchi neri supermassicci. Le simulazioni indicano che quando i buchi neri ruotano intorno al buco nero supermassiccio, alla fine si scontrano e si fondono per formare un buco nero più grande, che continua a divorare tutto ciò che lo circonda, compresi buchi neri più piccoli, diventando sempre più grande, con quello che O’Shaughnessy definisce un comportamento alla Pac-Man (Pac-Man-like).
«Questa è una prospettiva molto allettante per quelli di noi che lavorano in questo campo», dice O’Shaughnessy. «Offre un modo naturale per spiegare le fusioni di buchi neri ad alta massa e alta rotazione e prevede la formazione di sistemi binari in parti dello spazio dei parametri che altri modelli non riescono a popolare. Non c’è modo di ottenere certi tipi di buchi neri fuori da questi canali di formazione».
Mentre la collaborazione tra Ligo e Virgo continua ad andare a caccia di onde gravitazionali, O’Shaughnessy e colleghi sperano di trovare la firma di grandi buchi neri rotanti, che potrebbe aiutare a confermare i loro modelli. Se i loro presupposti sono corretti, il loro modello potrebbe aiutare a capire meglio come si costituisce la rete cosmica delle galassie.
«Potrebbe essere un modo unico di sondare la fisica attorno a questi buchi neri supermassicci», conclude O ‘Sughnessy. «Offre una visione unica di come crescono i centri delle galassie, essenziale per capire come crescono le galassie nel loro insieme e per spiegare la maggior parte della struttura nell’universo».
Per saperne di più:
- Leggi su Physical Review Letters l’articolo “Hierarchical Black Hole Mergers in Active Galactic Nuclei” di Yang, I. Bartos, V. Gayathri, K. E. S. Ford, Z. Haiman, S. Klimenko, B. Kocsis, S. Márka, Z. Márka, B. McKernan, and R. O’Shaughnessy