Credito:Università del Colorado a Boulder
Un team guidato dai ricercatori della CU Boulder ha catturato un buco nero supermassiccio in una lontana galassia che mangiava gas e poi "ruttava" - non una volta, ma due volte.
CU Boulder Assistant Professor Julie Comerford, che ha condotto lo studio, ha detto che il buco nero supermassiccio in esame sembra aver eruttato - essenzialmente facendo esplodere getti di luce brillante dal gas che ha inalato - due volte nel corso di circa 100, 000 anni. Sebbene gli astronomi abbiano previsto che tali oggetti possano accendersi e spegnersi a causa di eventi di alimentazione del gas, questa è una delle poche volte che si è stati colti sul fatto.
I buchi neri supermassicci, che sono milioni di volte più pesanti del nostro sole e si ritiene siano al centro di quasi tutte le galassie, sono sostanzialmente come buchi neri regolari:regioni con effetti gravitazionali così forti che niente, nemmeno luce, può scappare. Ma quando le aree intorno ai buchi neri supermassicci emettono luce derivante da episodi di alimentazione, sono conosciuti come quasar, ha detto Comerford del Dipartimento di Scienze Astrofisiche e Planetarie della CU Boulder.
"Stiamo assistendo a questo banchetto di oggetti, rutto e pisolino, e poi festa, rutto e pisolino ancora una volta, che la teoria aveva previsto, " ha detto. "Fortunatamente, ci è capitato di osservare questa galassia in un momento in cui potevamo vedere chiaramente entrambi gli eventi".
Un articolo sull'argomento è stato pubblicato in un recente numero di The Giornale Astrofisico . Comerford ha presentato i risultati del team in una conferenza stampa dell'11 gennaio al 231° meeting dell'American Astronomical Society tenutosi dall'8 al 12 gennaio a Washington D.C.
La galassia oggetto di studio, noto ai ricercatori come J1354, dista circa 900 milioni di anni luce dalla Terra. Per confronto, un anno luce è circa sei trilioni di miglia.
Il team ha utilizzato le osservazioni di due telescopi spaziali, l'Hubble Space Telescope e l'Osservatorio a raggi X Chandra, nonché il W.M. Osservatorio Keck a Mauna Kea, Hawaii, e l'Osservatorio di Apache Point vicino a Sunspot, Nuovo Messico. La struttura di Apache Point è di proprietà dell'Astrophysical Research Consortium, un gruppo di 10 istituti di ricerca statunitensi che include CU Boulder.
Questa è un'immagine della galassia SDSS J1354+1327 (in basso al centro) e della sua galassia compagna SDSS J1354+1328 (in alto a destra). Il riquadro a destra è un'immagine a quattro colori che combina il rosso Hubble, esposizioni filtrate in verde e blu con osservazioni a raggi X di Chandra colorate in viola. L'immagine di Hubble mostra la bolla settentrionale di gas ionizzato caldo in prossimità di un buco nero supermassiccio. Il buco nero sembra aver emesso getti di luce brillante dal gas che sta accumulando dalla galassia compagna. Questo è successo due volte negli ultimi 100, 000 anni. Sebbene gli astronomi abbiano previsto che tali oggetti possano accendersi e spegnersi a causa di eventi di alimentazione di gas, questa è la prima volta che si viene colti sul fatto in modo convincente. La coppia di galassie si trova a 800 milioni di anni luce dalla Terra. Credito:NASA, ESA, e J. Comerford (Università del Colorado-Boulder)
Allora perché il buco nero ha fatto due pasti separati? La risposta sta in una galassia compagna collegata a J1354 da flussi di stelle e gas, disse Comerford. Il team ha concluso che il materiale della galassia compagna è precipitato nel centro di J1354 e poi è stato mangiato dal buco nero supermassiccio.
Comerford ha detto che il team ha osservato un'emissione residua a sud del centro della galassia che indicava che c'era stato un evento di festa del buco nero circa un milione di anni fa. A nord videro un ciclo di gas che segnalava il rutto più recente.
L'osservatorio Chandra ha rilevato grandi quantità di emissioni di raggi X da J1354, mostra che polvere e gas sono stati riscaldati a milioni di gradi mentre il materiale cadeva verso il centro del buco nero supermassiccio. Lo spettro dei raggi X mostra che il buco nero supermassiccio si trova all'interno di un pesante velo di polvere e gas, disse Comerford.
"Questa galassia ci ha davvero colto alla sprovvista, ", ha affermato Rebecca Nevin, studentessa di dottorato della CU Boulder, un coautore dello studio che ha utilizzato i dati di Apache Point per esaminare le velocità e le intensità della luce del gas e delle stelle in J1354. "Siamo stati in grado di dimostrare che il gas dalla parte nord della galassia era coerente con un bordo in avanzamento di un'onda d'urto, e il gas da sud era coerente con un deflusso di quasar più antico."
Anche la nostra galassia della Via Lattea ha avuto almeno un rutto, disse Comerford. Nel 2010 un altro gruppo di ricerca ha scoperto un rutto della Via Lattea utilizzando le osservazioni dell'Osservatorio di raggi gamma Fermi in orbita per osservare il bordo della galassia. Gli astronomi hanno visto getti di gas soprannominati "bolle di Fermi" che brillano nelle porzioni di raggi gamma e raggi X dello spettro elettromagnetico.
"Questi sono i tipi di bolle che vediamo dopo un evento di alimentazione di un buco nero, " disse Comerford.
Altri coautori del nuovo studio includono i borsisti post-dottorato Scott Barrows e Francisco Muller-Sanchez di CU Boulder, Professoressa Jenny Greene dell'Università di Princeton, Professor David Pooley della Trinity University, Daniel Stern del Jet Propulsion Laboratory di Pasadena, California, e la professoressa Fiona Harrison del California Institute of Technology.
