Rappresentazione artistica di due buchi neri supermassicci attivi (Agn) che convivono al centro della galassia che si è formata dalla fusione delle loro galassie ospiti. Crediti: Nasa, Esa, Joseph Olmsted (Stsci)
Quando due galassie si fondono, che succede ai buchi neri supermassicci al loro centro? Si fondono anch’essi. Quelli che vedete nell’immagine qui a fianco (una rappresentazione artistica, cliccare per ingrandire) sono proprio loro: i due buchi neri attivi che si trovavano al centro delle loro rispettive galassie, e che ora convivono nel cuore di Mcg-03-34-64, la galassia ricca di gas che si è formata dalla fusione delle due. Si tratta della coppia di buchi neri supermassicci più vicini mai osservati, e si trovano ad appena 800 milioni di anni luce di distanza. L’avvistamento è stato pubblicato questa settimana su The Astrophysical Journal.
Cominciamo dalla prima immagine: la rappresentazione artistica, dicevamo, di una coppia di buchi neri attivi nel cuore di due galassie in fusione. Del tutto simili a quelli osservati con Hubble, prima, e nei raggi X con Chandra, poi. L’immagine di Hubble – quella che vedete qui sotto – ritrae una galassia al cui centro si notano tre picchi compatti e distinti, provenienti da sorgenti che emettono ossigeno ionizzato. Una struttura altamente inusuale, anche se si sta osservando una galassia attiva, o Agn, come nel caso di Mcg-03-34-64.
E, in effetti, di galassia attiva si tratta, solo che al suo centro non ci sarebbe solamente un buco nero che emette getti di plasma e materiale altamente energetico, bensì due. A circa 300 anni luce di distanza uno dall’altro, sono entrambi circondati da un disco di accrescimento di gas caldo, mentre parte del materiale entrante viene espulso lungo l’asse di rotazione di ciascun buco nero sotto forma di getti energetici che sfrecciano nello spazio quasi alla velocità della luce, formando intensi fasci di energia. Sarebbe proprio il materiale che vortica e cade al loro interno a farli brillare come nuclei galattici attivi e ad averli resi visibili agli occhi di Hubble.
Immagine in luce visibile del telescopio spaziale Hubble della galassia Mcg-03-34-064. La vista acuta di Hubble rivela tre distinti punti luminosi incastonati in un’ellisse bianca al centro della galassia (espansa nell’immagine in alto a destra). Due di questi punti luminosi sono la fonte di una forte emissione di raggi X, proveniente da buchi neri supermassicci. I buchi neri brillano perché stanno convertendo la materia entrante in energia e sono definiti nuclei galattici attivi. La loro distanza è di circa 300 anni luce. Il terzo punto è una chiazza di gas luminoso, ma la sua natura non è del tutto chiara. Crediti: Nasa, Esa, Anna Trindade Falcão (Cfa); Image Processing: Joseph DePasquale (Stsci)
Sistemi binari simili dovevano essere più comuni nell’universo primordiale, quando le fusioni di galassie erano più frequenti. Questo esempio così vicino, invece, è una rarità. Per questo, dopo aver osservato con Hubble questo triplo picco di emissione corrispondente a una grande concentrazione di gas ossigeno incandescente al centro della galassia, i ricercatori hanno cercato di capire meglio di che cosa si trattasse osservando l’oggetto ai raggi X con il telescopio spaziale Chandra della Nasa.
«Quando abbiamo osservato Mcg-03-34-64 nella banda dei raggi X, abbiamo visto due sorgenti separate e potenti di emissione ad alta energia che coincidevano con i punti luminosi ottici visti con Hubble», spiega Anna Trindade Falcão, ricercatrice al Center for Astrophysics Harvard & Smithsonian di Cambridge, Massachusetts, e prima autrice dell’articolo. «Abbiamo messo insieme questi pezzi e abbiamo concluso che probabilmente stavamo osservando due buchi neri supermassicci strettamente distanziati».
Tre picchi, dicevamo. Due corrispondono ai due buchi neri, mentre il terzo non si sa. Potrebbe trattarsi di gas scosso dall’energia di un getto di plasma ad altissima velocità sparato da uno dei buchi neri, ma sono solo ipotesi. I ricercatori dicono che saranno necessarie osservazioni più dettagliate per comprendere meglio di che si tratta.
I due buchi neri supermassicci erano un tempo al centro delle rispettive galassie ospiti, che si sono fuse. Anche il loro destino sarà quello di fondersi. Continueranno ad avvicinarsi a spirale fino a incontrarsi, forse tra cento milioni di anni, facendo vibrare il tessuto dello spazio e del tempo sotto forma di onde gravitazionali.
Per saperne di più:
- Leggi su The Astrophysical Journal l’articolo “Resolving a Candidate Dual Active Galactic Nucleus with ∼100 pc Separation in MCG-03-34-64“, di Anna Trindade Falcão, T. J. Turner, S. B. Kraemer, J. Reeves, V. Braito, H. R. Schmitt e L. Feuillet