Rappresentazione artistica di una ciambella di polvere e gas che circonda un buco nero supermassiccio attivo NASA/JPL-Caltech Alcune galassie contengono buchi neri supermassicci che sono voraci mangiatori, consumo di gas, polvere e quant'altro si avvicini troppo, compresa la luce. Nella loro frenesia alimentare, questi colossi generano molta energia nei nuclei delle loro galassie ospiti, abbagliando il cosmo con potenti radiazioni. Il buco nero supermassiccio centrale della nostra galassia, Sagittario A*, è un gattino addormentato in confronto.
Questi cuori galattici pulsanti sono conosciuti come "nuclei galattici attivi, "o AGN, e, in una nuova ricerca pubblicata online sulla rivista Nature il 27 settembre, un gruppo internazionale di ricercatori ha capovolto una teoria della roccia madre (la teoria unificata) che gli astronomi pensavano caratterizzasse questi AGN. La ricerca potrebbe aiutarci a capire meglio come le galassie e i buchi neri supermassicci si sono evoluti tra loro.
Quando si osservano queste galassie luminose, gli astronomi hanno notato due diversi tipi di AGN. Alcune galassie avevano un AGN molto luminoso (Tipo I), mentre altri AGN erano deboli (Tipo II). Dopo decenni di studi utilizzando diversi telescopi sensibili a una gamma di frequenze, gli astronomi pensavano che questi due tipi di AGN fossero la stessa cosa:la ragione dei due tipi era solo una questione di prospettiva.
"Si pensava che quello che stavamo vedendo fosse fondamentalmente una configurazione di polvere e gas attorno al buco nero che sembrava una ciambella gonfia - o un toro, "dice l'astronomo Richard Mushotzky, professore all'Università del Maryland e coautore dello studio.
"Così, per il tipo II, stiamo guardando i buchi neri attraverso il lato della ciambella, dove c'è molta polvere e gas nel nostro campo visivo; Il tipo è quando guardiamo dall'alto della ciambella [con poca polvere e gas nel nostro campo visivo], " lui spiega.
Ne consegue quindi che il Tipo Is sarà più luminoso del Tipo II. Però, Mushotzky sostiene, c'è stato un numero crescente di prove spettroscopiche che suggeriscono che, infatti, là è una differenza fisica tra i due tipi di AGN e non è causata da una forma a ciambella.
Utilizzando i dati del Burst Alert Telescope (BAT) collegato al telescopio spaziale Swift della NASA, i ricercatori potrebbero "vedere" attraverso qualsiasi gas e polvere che circondano più di 800 buchi neri che alimentano i centri delle galassie. BAT vede l'universo in raggi X duri - gli stessi raggi X che i radiologi usano per "vedere" i nostri scheletri attraverso i nostri corpi - quindi non importa da quale angolo Swift stava guardando l'AGN, può tagliare qualsiasi nuvola e vedere esattamente quanta energia stanno generando i buchi neri supermassicci.
A complemento di Swift, i ricercatori hanno utilizzato i dati di una dozzina di altri telescopi terrestri in tutto il mondo, richiedendo una collaborazione globale di scienziati chiamata BAT AGN Spectroscopic Survey (BASS) Consortium. Con questi dati, i ricercatori hanno rivelato che gli AGN di tipo I e di tipo II sono in realtà diversi, strutturalmente ed energeticamente.
"Questo studio dice che sì, là è qualcosa di intrinsecamente diverso - ed è fondamentalmente la velocità con cui i buchi neri si stanno alimentando, " dice Mushotzky.
Sebbene siano spesso visti come insaziabili divoratori di ogni cosa, anche i buchi neri supermassicci hanno i loro limiti. "C'è una velocità massima alla quale un buco nero può nutrirsi:se provi a riempire più materiale del massimo, il buco nero sostanzialmente lo rifiuta; è un mangiatore schizzinoso, " aggiunge Mushotzky.
Così, la più grande differenza tra i tipi di AGN è che il tipo Is è circondato da più polvere e gas, quindi rifiutando più materia e alimentando emissioni di energia molto più elevate rispetto ai tipi II. Questa è la ragione di fondo per cui i tipi Is sono così luminosi:questi buchi neri stanno consumando la materia circostante fino a quando, letteralmente, non si può più mangiare.
Un enigma in corso in astronomia è come i buchi neri supermassicci si siano evoluti con le loro galassie. Poiché la maggior parte delle galassie è nota per contenere buchi neri mostruosi, la domanda ovvia è:in che modo i buchi neri influenzano l'evoluzione delle galassie e viceversa?
Poiché le galassie con buchi neri attivi nei loro nuclei forniscono un mezzo per osservare enormi quantità di radiazioni generate e il loro impatto sulle galassie, Gli AGN sono stati usati come laboratorio per studiare la formazione stellare in questi luoghi tumultuosi. Ma le stelle delle galassie di tipo I sono difficili da osservare:i nuclei estremamente luminosi soffocano la luce delle stelle della galassia. Poiché il modello unificato assumeva che il Tipo I e il Tipo II fossero fondamentalmente gli stessi, gli astronomi hanno invece tipicamente studiato i tipi II, poiché hanno nuclei più deboli e le stelle delle galassie possono essere facilmente viste.
Ma, come conferma questa nuova scoperta, questa idea è sbagliata, dice Mushotzky. C'è stata una tendenza a studiare solo i tipi II, e Type Is sono stati trascurati.
"Ora che sappiamo che i buchi neri di tipo I emettono più energia di quelli di tipo II, dobbiamo riesaminare ciò che abbiamo concluso prima, " lui dice.
Ora è casualeA proposito di ciambelle, alcuni sostengono che la ciambella più grande di sempre fosse una confezione di gelatina che si estendeva per 16 piedi (4,9 metri) di larghezza e 16 pollici (0,4 metri) di altezza. Eppure non regge ancora una candela per una "ciambella" che circonda un buco nero.
