Una nuova ricerca condotta dalla Montana State University ha rivelato più di una dozzina di enormi buchi neri nelle galassie nane che in precedenza erano considerati troppo piccoli per ospitarli, e scienziati sorpresi con la loro posizione all'interno delle galassie.

Lo studio, guidato dall'astrofisica della MSU Amy Reines, ha cercato 111 galassie nane entro un miliardo di anni luce dalla Terra utilizzando il Karl G. Jansky Very Large Array della National Science Foundation presso il National Radio Astronomy Observatory, due ore fuori Albuquerque nelle pianure del New Mexico. Reines ha identificato 13 galassie che "quasi certamente" ospitano enormi buchi neri e ha scoperto qualcosa di inaspettato:la maggior parte dei buchi neri non si trovava nella posizione che aveva previsto.

"Tutti i buchi neri che avevo trovato prima erano al centro delle galassie, " disse Reine, un assistente professore presso il Dipartimento di Fisica del College of Letters and Science e un ricercatore presso l'eXtreme Gravity Institute di MSU. "Erano in giro per la periferia. Sono rimasto sbalordito quando ho visto questo."

L'eXtreme Gravity Institute riunisce fisici e astronomi per studiare fenomeni in cui le forze di gravità sono così forti da offuscare la separazione tra spazio e tempo, come il big bang, stelle di neutroni e buchi neri.

Esistono due tipi principali di buchi neri, aree dello spazio incredibilmente dense con forze gravitazionali abbastanza forti da catturare la luce. Più piccoli, i buchi neri stellari si formano quando le stelle grandi muoiono e hanno circa 10 volte la massa del nostro sole, secondo Reines. L'altro tipo, noti come buchi neri supermassicci o massicci, tendono a trovarsi al centro delle galassie e possono avere masse milioni o addirittura miliardi di quelle del nostro sole. Gli scienziati non sanno come vengono creati.

La via Lattea, una galassia a spirale composta da qualche parte tra 100 e 400 miliardi di stelle, ha un enorme buco nero al centro, Sagittario A*. Le galassie nane possono essere di qualsiasi forma, ma sono molto più piccoli della Via Lattea, con fino a qualche miliardo di stelle.

I risultati di Reines confermano le previsioni delle recenti simulazioni al computer di Jillian Bellovary, professore assistente al Queensborough Community College di New York e Research Associate presso l'American Museum of Natural History, che ha postulato che i buchi neri possono spesso essere fuori centro nelle galassie nane a causa del modo in cui le galassie interagiscono mentre si muovono nello spazio. I risultati potrebbero cambiare il modo in cui gli scienziati cercano i buchi neri nelle galassie nane in futuro.

"Dobbiamo espandere le ricerche per prendere di mira l'intera galassia, non solo i nuclei dove in precedenza ci aspettavamo che fossero i buchi neri, " ha detto Reine.

carta di Reines, "Un nuovo campione di enormi buchi neri (vaganti) nelle galassie nane da osservazioni radio ad alta risoluzione, " è stato pubblicato il 3 gennaio su The Giornale Astrofisico , e Reines hanno riportato i risultati all'incontro dell'American Astronomical Society a Honolulu, Hawaii, il 5 gennaio

Reines ha cercato nei cieli i buchi neri per un decennio. Come studente laureato presso l'Università della Virginia, si è concentrata sulla formazione stellare nelle galassie nane, ma nella sua ricerca ha trovato qualcos'altro che ha catturato il suo interesse:un enorme buco nero "in una piccola galassia nana dove non avrebbe dovuto essere".

Trenta milioni di anni luce dalla Terra, la galassia nana Henize 2-10 era precedentemente ritenuta troppo piccola per ospitare un enorme buco nero. La saggezza popolare ci ha detto che tutte le galassie massicce con una componente sferoidale hanno un buco nero massiccio, Reine ha spiegato, e le piccole galassie nane no. Eppure Reines ne trovò uno al centro della galassia nana. È stato un momento "eureka", lei disse. Le sue scoperte sono state pubblicate sulla rivista Natura nel 2011 e Reines ha rivolto la sua ricerca alla ricerca di altri buchi neri nelle galassie nane.

"Una volta che ho iniziato a cercare queste cose di proposito, Ho iniziato a trovare un intero gruppo, " ha detto Reine.

La sua successiva ricerca dell'universo si spostò sui dati visivi piuttosto che sui segnali radio. Ha scoperto oltre 100 possibili buchi neri nella prima ricerca sistematica di un campione genitore di oltre 40, 000 galassie nane. Per la sua ultima ricerca, descritto nel documento pubblicato questo mese, Reines voleva tornare indietro e cercare le firme radiofoniche in quel campione, che ha detto che le avrebbe permesso di trovare enormi buchi neri nelle galassie nane che formano stelle. Solo una galassia è stata identificata utilizzando entrambi i metodi.

"Ci sono molte opportunità per fare nuove scoperte perché studiare i buchi neri nelle galassie nane è un nuovo campo, " ha detto. "Le persone sono decisamente affascinate dai buchi neri. Sono oggetti misteriosi e affascinanti".

Le scoperte di Reines hanno riversato nuova energia nella ricerca di buchi neri nelle galassie nane, aprendo nuove aree dell'astrofisica mentre lei e altri scienziati cercano di scoprire come si formano questi enormi buchi neri.

"Quando nuove scoperte rompono la nostra attuale comprensione del modo in cui funzionano le cose, troviamo ancora più domande di prima, " disse Yves Idzerda, capo del Dipartimento di Fisica della MSU.