Questa immagine simulata al computer mostra un buco nero supermassiccio al centro di una galassia. La regione nera al centro rappresenta l'orizzonte degli eventi del buco nero, dove nessuna luce può sfuggire alla presa gravitazionale dell'oggetto massiccio. La potente gravità del buco nero distorce lo spazio intorno ad esso come uno specchio da luna park. La luce delle stelle sullo sfondo viene allungata e imbrattata mentre le stelle sfiorano il buco nero. Crediti:NASA, ESA, e D. Coe, J. Anderson, e R. van der Marel (STScI)
Uno studio recente suggerisce la possibile esistenza di "buchi neri straordinariamente grandi" o LASTRE, anche più grandi dei buchi neri supermassicci già osservati nei centri delle galassie.
La ricerca, guidato dal Professore Emerito della Regina Mary Bernard Carr nella Scuola di Fisica e Astronomia, insieme a F. Kühnel (Monaco) e L. Visinelli (Frascati), ha studiato come potrebbero formarsi questi SLAB e i potenziali limiti alle loro dimensioni.
Sebbene vi siano prove dell'esistenza di buchi neri supermassicci (SMBH) nei nuclei galattici, con masse da un milione a dieci miliardi di volte quella del Sole, studi precedenti hanno suggerito un limite superiore alle loro dimensioni a causa della nostra attuale visione di come tali i buchi neri si formano e crescono.
L'esistenza di SLABS anche più grandi di così potrebbe fornire ai ricercatori un potente strumento per i test cosmologici e migliorare la nostra comprensione dell'Universo primordiale.
Sfidare le idee esistenti
È stato ampiamente pensato che le SMBH si formino all'interno di una galassia ospite e raggiungano le loro grandi dimensioni inghiottendo stelle e gas dall'ambiente circostante o fondendosi con altri buchi neri. In questo caso, c'è un limite superiore, poco più di dieci miliardi di masse solari, sulla loro massa.
In questo studio, i ricercatori propongono un'altra possibilità su come potrebbero formarsi le SMBH, che potrebbe eludere questo limite. Suggeriscono che tali SLAB potrebbero essere "primordiali, "formandosi nell'Universo primordiale, e ben prima delle galassie.
Poiché i buchi neri "primordiali" non si formano da una stella che crolla, potrebbero avere una vasta gamma di masse, compresi quelli molto piccoli e stupendamente grandi.
Il professor Bernard Carr ha dichiarato:"Sappiamo già che i buchi neri esistono su una vasta gamma di masse, con un SMBH di quattro milioni di masse solari che risiedono al centro della nostra galassia. Sebbene al momento non ci siano prove dell'esistenza di SLAB, è concepibile che potrebbero esistere e potrebbero anche risiedere al di fuori delle galassie nello spazio intergalattico, con interessanti conseguenze osservative. Però, sorprendentemente, l'idea di SLAB è stata in gran parte trascurata fino ad ora."
"Abbiamo proposto opzioni su come potrebbero formarsi questi SLAB, e speriamo che il nostro lavoro inizi a motivare le discussioni tra la comunità".
Capire la materia oscura
Si pensa che la materia oscura costituisca circa l'80% della massa ordinaria dell'Universo. Anche se non possiamo vederlo, i ricercatori pensano che la materia oscura esista a causa dei suoi effetti gravitazionali sulla materia visibile, come stelle e galassie. Però, non sappiamo ancora cosa sia la materia oscura.
I buchi neri primordiali sono uno dei potenziali candidati. L'idea della loro esistenza può essere fatta risalire agli anni '70, quando il professor Carr e il professor Stephen Hawking suggerirono che nei primi istanti dell'Universo le fluttuazioni della sua densità avrebbero potuto provocare il collasso di alcune regioni in buchi neri.
"Gli stessi SLAB non potrebbero fornire la materia oscura, " ha detto il professor Carr, "ma se esistono affatto, avrebbe importanti implicazioni per l'Universo primordiale e renderebbe plausibile che buchi neri primordiali più leggeri possano farlo".
