Un buco nero supermassiccio all'interno di una minuscola galassia sta sfidando le idee degli scienziati su cosa succede quando due galassie diventano una.

Was 49 è il nome di un sistema costituito da una grande galassia a disco, indicato come Era 49a, fondendosi con una galassia "nana" molto più piccola chiamata Was 49b. La galassia nana ruota all'interno del disco della galassia più grande, circa 26, 000 anni luce dal suo centro. Grazie alla missione Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) della NASA, gli scienziati hanno scoperto che la galassia nana è così luminosa nei raggi X ad alta energia, deve ospitare un buco nero supermassiccio molto più grande e potente del previsto.

"Questo è un sistema completamente unico e va al contrario di ciò che comprendiamo delle fusioni di galassie, " ha detto Nathan Segreto, autore principale dello studio e borsista post-dottorato presso il Naval Research Laboratory degli Stati Uniti a Washington.

I dati di NuSTAR e della Sloan Digital Sky Survey suggeriscono che la massa del buco nero della galassia nana è enorme, rispetto a galassie di dimensioni simili, a più del 2% della massa della galassia.

"Non pensavamo che le galassie nane ospitassero buchi neri supermassicci così grandi, " Ha detto Secrest. "Questo buco nero potrebbe essere centinaia di volte più massiccio di quello che ci aspetteremmo per una galassia di queste dimensioni, a seconda di come la galassia si è evoluta in relazione ad altre galassie."

Il buco nero della galassia nana è il motore di un nucleo galattico attivo (AGN), un fenomeno cosmico in cui una radiazione ad altissima energia esplode mentre un buco nero divora gas e polvere. Questo particolare AGN sembra essere ricoperto da una struttura a forma di ciambella fatta di gas e polvere. Le missioni Chandra e Swift della NASA sono state utilizzate per caratterizzare ulteriormente l'emissione di raggi X.

Normalmente, quando due galassie iniziano a fondersi, il buco nero centrale della galassia più grande diventa attivo, ingoiando voracemente gas e polvere, ed emettendo raggi X ad alta energia mentre la materia viene convertita in energia. Questo perchè, mentre le galassie si avvicinano l'una all'altra, le loro interazioni gravitazionali creano una coppia che incanala il gas nel buco nero centrale della galassia più grande. Ma in questo caso, la galassia più piccola ospita un AGN più luminoso con un buco nero supermassiccio più attivo, e il buco nero centrale della galassia più grande è relativamente tranquillo.

Un'immagine ottica del sistema Was 49, compilato utilizzando le osservazioni del Discovery Channel Telescope in Happy Jack, Arizona, utilizza gli stessi filtri colore della Sloan Digital Sky Survey. Dato che Was 49 è così lontano, questi colori sono ottimizzati per separare le emissioni di gas altamente ionizzati, come la regione di colore rosa intorno al buco nero supermassiccio che si alimenta, dalla normale luce delle stelle, mostrato in verde. Ciò ha permesso agli astronomi di determinare con maggiore precisione le dimensioni della galassia nana che ospita il buco nero supermassiccio.

L'emissione di colore rosa risalta in una nuova immagine a causa dell'intensa radiazione ionizzante emanata dal potente AGN. Sepolto in questa regione di intensa ionizzazione c'è un debole insieme di stelle, creduto di essere parte della galassia che circonda l'enorme buco nero. Queste caratteristiche sorprendenti si trovano alla periferia della galassia a spirale molto più grande Was 49a, che appare verdastro nell'immagine a causa della distanza dalla galassia e dei filtri ottici utilizzati.

Gli scienziati stanno ancora cercando di capire perché il buco nero supermassiccio della galassia nana Was 49b sia così grande. Potrebbe essere già stato grande prima dell'inizio della fusione, oppure potrebbe essere cresciuto durante la primissima fase della fusione.

"Questo studio è importante perché può fornire nuove informazioni su come si formano e crescono i buchi neri supermassicci in tali sistemi, "Secrest ha detto. "Esaminando sistemi come questo, potremmo trovare indizi su come si è formato il buco nero supermassiccio della nostra galassia".

In diverse centinaia di milioni di anni, i buchi neri delle galassie grandi e piccole si fonderanno in un'unica enorme bestia.