I buchi supermassicci sono generalmente oggetti stazionari, seduto al centro della maggior parte delle galassie. Però, utilizzando i dati dell'Osservatorio a raggi X Chandra della NASA e di altri telescopi, gli astronomi hanno recentemente dato la caccia a quello che potrebbe essere un buco nero supermassiccio che potrebbe essere in movimento.

Questo possibile buco nero rinnegato, che contiene circa 160 milioni di volte la massa del nostro Sole, si trova in una galassia ellittica a circa 3,9 miliardi di anni luce dalla Terra. Gli astronomi sono interessati a questi buchi neri supermassicci in movimento perché potrebbero rivelare di più sulle proprietà di questi oggetti enigmatici.

Questo buco nero potrebbe essersi "ritirato, " nella terminologia usata dagli scienziati, quando due buchi neri supermassicci più piccoli si sono scontrati e si sono fusi per formarne uno ancora più grande. Allo stesso tempo, questa collisione avrebbe generato onde gravitazionali che emettevano più fortemente in una direzione rispetto alle altre. Questo buco nero appena formato potrebbe aver ricevuto un calcio nella direzione opposta a quelle onde gravitazionali più forti. Questo calcio avrebbe spinto il buco nero fuori dal centro della galassia, come illustrato nell'illustrazione dell'artista.

La forza del calcio dipende dalla velocità e dalla direzione di rotazione dei due buchi neri più piccoli prima che si uniscano. Perciò, informazioni su queste proprietà importanti ma sfuggenti possono essere ottenute studiando la velocità di rinculo dei buchi neri.

Gli astronomi hanno scoperto questo candidato buco nero in ritirata setacciando i raggi X e i dati ottici per migliaia di galassie. Primo, hanno usato le osservazioni di Chandra per selezionare le galassie che contengono una sorgente di raggi X luminosi e sono state osservate come parte dello Sloan Digital Sky Survey (SDSS). L'emissione di raggi X luminosi è una caratteristica comune dei buchi neri supermassicci in rapida crescita.

Prossimo, i ricercatori hanno cercato di vedere se le osservazioni del telescopio spaziale Hubble di queste galassie luminose a raggi X rivelassero due picchi vicino al loro centro nell'immagine ottica. Questi due picchi potrebbero mostrare che è presente una coppia di buchi neri supermassicci o che un buco nero in ritirata si è allontanato dall'ammasso di stelle al centro della galassia.

Se tali criteri sono stati soddisfatti, poi gli astronomi hanno esaminato gli spettri SDSS, che mostrano come la quantità di luce ottica varia con la lunghezza d'onda. Se i ricercatori hanno trovato firme rivelatrici negli spettri indicative della presenza di un buco nero supermassiccio, hanno seguito con un esame ancora più ravvicinato di quelle galassie.

Dopo tutta questa ricerca, è stato scoperto un buon candidato per un buco nero in ritirata. L'immagine a sinistra nel riquadro proviene dai dati di Hubble, che mostra due punti luminosi vicino al centro della galassia. Uno di loro si trova al centro della galassia e l'altro si trova a circa 3, 000 anni luce di distanza dal centro. Quest'ultima sorgente mostra le proprietà di un buco nero supermassiccio in crescita e la sua posizione corrisponde a quella di una sorgente di raggi X luminosa rilevata con Chandra (immagine a destra nel riquadro). Utilizzando i dati dell'SDSS e del telescopio Keck alle Hawaii, il team ha determinato che il buco nero in crescita situato vicino, ma visibilmente compensato da, il centro della galassia ha una velocità diversa da quella della galassia. Queste proprietà suggeriscono che questa fonte potrebbe essere un buco nero supermassiccio in ritirata.

La galassia ospite del possibile buco nero in ritirata mostra anche alcune prove di disturbo nelle sue regioni esterne, il che è un'indicazione che una fusione tra due galassie si è verificata in un passato relativamente recente. Poiché si pensa che le fusioni di buchi neri supermassicci avvengano quando le loro galassie ospiti si fondono, queste informazioni supportano l'idea di un buco nero in ritirata nel sistema.

Inoltre, le stelle si stanno formando ad alta velocità nella galassia, a diverse centinaia di volte la massa del Sole all'anno. Questo concorda con le simulazioni al computer, che prevedono che i tassi di formazione stellare possono essere migliorati per la fusione di galassie, in particolare quelle contenenti buchi neri in ritirata.

Un'altra possibile spiegazione per i dati è che due buchi neri supermassicci si trovano al centro della galassia, ma uno di essi non produce radiazioni rilevabili perché sta crescendo troppo lentamente. I ricercatori sono a favore della spiegazione del buco nero in ritirata, ma sono necessari più dati per rafforzare la loro tesi.

Un documento che descrive questi risultati è stato recentemente accettato per la pubblicazione su The Giornale Astrofisico ed è disponibile online. Il primo autore è Dongchan Kim del National Radio Astronomy Observatory di Charlottesville, Virginia. Il Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, Alabama, gestisce il programma Chandra per la direzione della missione scientifica della NASA a Washington. L'Osservatorio Astrofisico Smithsonian di Cambridge, Massachusetts, controlla la scienza e le operazioni di volo di Chandra.