Scoperte una coppia di buchi neri supermassicci che sono così grandi che non riescono a fondersi insieme. I dati rilevati potrebbe spiegare perché, sebbene teoricamente siano previste fusioni di buchi neri supermassicci, non sono mai state osservate. Questo sistema si trova nella galassia ellittica B2 0402+379. Insieme, i due buchi neri hanno una massa congiunta che è 28 miliardi di volte più grande di quella del Sole. Questo lo rende il sistema binario di buchi neri più grande mai visto. Non solo, i componenti binari di questo sistema sono la coppia di buchi neri supermassicci più vicini che conosciamo, separati da soli 24 anni luce.
Questo è l’unico sistema binario di buchi neri supermassicci che sia mai stato osservato in modo sufficientemente dettagliato da poter vedere entrambi gli oggetti separatamente. Se la vicinanza suggerisce che dovrebbero scontrarsi e fondersi, al contrario sono fermi alla stessa danza orbitale l’uno dall’altro da oltre 3 miliardi di anni.
Un team di ricerca ha trovato il sistema nei dati raccolti dal telescopio Gemini North alle Hawaii. Gli scienziati ritengono che la loro enorme massa impedisca la fusione dei buchi neri supermassicci. “Normalmente, le galassie con coppie di buchi neri più leggeri si uniscono rapidamente insieme”, ha detto Roger Romani, membro del team. “Dato che questa coppia è così pesante, ha richiesto molte stelle e gas ed il sistema binario ha ripulito la galassia centrale da tale materia, lasciandola bloccata”.
Questa coppia non è compatibile… ancora
B2 0402+379 è un ammasso fossile che rappresenta ciò che accade quando le stelle ed il gas di un ammasso di galassie si fondono in un’unica galassia massiccia. L’enorme massa suggerisce una catena di fusioni tra buchi neri più piccoli li abbia creati, quando più galassie nell’ammasso si fusero insieme. Gli scienziati ritengono che al centro della maggior parte delle galassie ci sia un buco nero supermassiccio. Nessuna singola stella può collassare dando vita a buchi neri così grandi. Quindi si ritiene che i buchi neri supermassicci nascano attraverso catene di fusioni tra buchi neri man mano sempre più grandi.
Quando le galassie si scontrano e si fondono, i buchi neri supermassicci che si trovano nei loro cuori si muovono insieme, formando una coppia binaria. Mentre orbitano uno attorno all’altro, la coppia emette increspature nello spaziotempo chiamate onde gravitazionali. Queste onde trasportano il momento angolare lontano dal sistema binario, facendo sì che i buchi neri orbitino più vicini tra loro.
Quando i buchi neri sono abbastanza vicini tra loro, l’attrazione gravitazionale prendere il sopravvento e i buchi neri si fondono. Rimane però una domanda: perchè alcuni buchi neri supermassicci potrebbero essere così grandi da impedire la collisione? Per comprendere la coppia di buchi neri pesanti, il team si è rivolto ai dati d’archivio raccolti dal Gemini Multi-Object Spectrograph (GSO) di Gemini North. Questo ha consentito di determinare la velocità delle stelle nelle vicinanze e quindi, la massa totale di quei buchi neri. “L’eccellente sensibilità di GMOS ci ha permesso di mappare le velocità crescenti delle stelle man mano che ci si avvicina al centro della galassia”, ha aggiunto Romani. “Con ciò, siamo stati in grado di dedurre la massa totale della coppia di buchi neri.”
Una fusione in stallo
La massa dei due buchi neri è così grande che il team pensa che ci vorrebbe una popolazione eccezionalmente grande di stelle attorno a loro per avvicinarli. Tuttavia, l’energia rilasciata dal sistema binario stava allontanando la materia dalle loro vicinanze. Ciò ha lasciato il centro di B2 0402+379 privo di stelle e gas abbastanza vicini al sistema binario da sottrarre energia. Di conseguenza, lo scontro di questi due buchi neri supermassicci l’uno verso l’altro si è bloccato proprio nella fasi finali prima della fusione.
I risultati del team pubblicati su Astrophisical Journal (rif.) forniscono un contesto importante per quanto riguarda la formazione di sistemi binari di buchi neri supermassicci dopo fusioni galattiche. Ma supportano anche l’idea che la massa di tali sistemi binari sia fondamentale per impedire ai buchi neri di fondersi. Il team è attualmente incerto se la coppia di buchi neri supermassicci supereranno questa pausa per fondersi o se rimarranno permanentemente bloccati nel limbo della fusione. “Non vediamo l’ora di proseguire le indagini sul nucleo di B2 0402+379 in cui esamineremo la quantità di gas presente”, ha detto Tirth Surti, autore principale della ricerca. “Questo dovrebbe darci maggiori informazioni sulla possibilità che i buchi neri supermassicci possano eventualmente fondersi o se rimarranno bloccati come un sistema binario”.
Questa ricerca garantisce è quanto siano utili per gli astronomi i dati di archivio provenienti da telescopi come Gemini North. Il è il gemello del Gemini South situato su una montagna nelle Ande cilene per formare l’Osservatorio internazionale Gemini. “L’archivio dati al servizio dell’Osservatorio Internazionale Gemini contiene una miniera d’oro di scoperte scientifiche non ancora sfruttate”, ha affermato Martin Still, direttore dell’Osservatorio Internazionale Gemini. “Le misurazioni della massa di questo buco nero binario supermassiccio estremo sono un esempio impressionante del potenziale impatto di una nuova ricerca che esplora quel ricco archivio”.
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