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    Gli astronomi scoprono un buco nero supermassiccio in una galassia nana ultracompatta

    Un'immagine ottica della galassia ellittica gigante NGC 1399 e del suo satellite UCD3. Pannello di sinistra:l'immagine di UCD3 nel filtro F606W ottenuta dal telescopio Hubble. Pannello di destra:un'immagine all'infrarosso dell'UCD3 ottenuta utilizzando lo spettrografo SINFONI. Credito:NASA/STScI/ESO/Afanasiev et al.

    Un team di scienziati della Facoltà di Fisica e dello Sternberg State Astronomical Institute, MSU, conducendo una collaborazione internazionale con membri provenienti dall'Europa, Chile, gli Stati Uniti e l'Australia hanno scoperto un buco nero supermassiccio al centro della galassia Fornax. I risultati della ricerca sono stati pubblicati in Avvisi mensili della Royal Astronomical Society rivista.

    Fornax UCD3 fa parte di un ammasso di galassie Fornax e appartiene a una classe di galassie molto rara e insolita, nane ultracompatte. La massa di tali galassie nane raggiunge diverse decine di milioni di masse solari, e il raggio in genere non supera i 300 anni luce. Questo rapporto tra massa e dimensione rende gli UCD i sistemi stellari più densi dell'universo.

    "Abbiamo scoperto un buco nero supermassiccio al centro di Fornax UCD3. La massa del buco nero è di 3,5 milioni quella del sole, simile al buco nero centrale nella nostra Via Lattea, " ha spiegato Anton Afanasiev, il primo autore dell'articolo, uno studente del dipartimento della Facoltà di Fisica, MSU.

    Nel corso dello studio, gli scienziati hanno utilizzato i dati raccolti con SINFONI, uno spettrografo a campo integrale a infrarossi installato su uno dei telescopi VLT da 8,2 metri in Cile gestiti dall'Osservatorio europeo meridionale. Dopo aver analizzato gli spettri osservati, gli autori hanno derivato la dipendenza tra la dispersione della velocità stellare e il raggio in Fornax UCD3. La dispersione della velocità quantifica la variazione media tra la velocità lineare della singola stella e la velocità media dell'intera popolazione stellare. In presenza di un corpo massiccio come un buco nero, le stelle sono influenzate dalla sua gravità e accelerano in direzioni diverse. A causa di ciò, la loro velocità media non cresce, ma la dispersione aumenta notevolmente. Questo è proprio l'effetto che è stato osservato in questa galassia:la dispersione della velocità nel suo centro è così alta che può essere spiegata solo dalla presenza di un enorme buco nero centrale.

    Dopo di che, gli scienziati hanno confrontato la dipendenza della velocità e della dispersione con modelli dinamici basati su diverse ipotesi di massa del buco nero. Hanno scoperto che il modello che suggerisce che la massa del buco nero è pari a 3,5 milioni di masse solari concordava meglio con le osservazioni. Hanno anche considerato la possibilità che non fosse presente alcun buco nero lì, ma tale ipotesi è stata esclusa con la significatività statistica del (99,7 per cento).

    Il buco nero scoperto dagli autori è il quarto mai trovato negli UCD e corrisponde al 4% della massa totale della galassia. Nelle galassie medie, questo rapporto è notevolmente inferiore (circa 0,3 per cento). Sebbene ci siano pochi esempi noti, l'esistenza di massicci buchi neri negli UCD è un forte argomento per l'origine mareale di tali galassie. Secondo questa ipotesi, una galassia di medie dimensioni ne ha superata una più grande e massiccia ad un certo stadio della sua evoluzione, e come risultato dell'influenza delle forze di marea, perso la maggior parte delle sue stelle. Il restante nucleo compatto è diventato quello che conosciamo come un nano ultracompatto.

    "Per poter dire con assoluta certezza che questa ipotesi è corretta, dobbiamo scoprire più buchi neri supermassicci negli UCD. Questa è una delle prospettive di questo lavoro.

    Inoltre, una metodologia simile può essere applicata a galassie ellittiche compatte più massicce e meno dense. In uno dei nostri prossimi lavori, studieremo la popolazione dei buchi neri centrali in oggetti di questo tipo, " ha concluso lo scienziato.


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