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    Buchi neri supermassicci oscurati nelle galassie

    (a destra) Un'immagine consolidata di galassie massicce distanti rilevate ai raggi X da Chandra e (a sinistra) come ripreso nell'infrarosso con Spitzer. Un nuovo studio su galassie simili il cui nucleo centrale attivo del buco nero è oscurato ha concluso che l'accrescimento di flussi di materiale nella galassia produce una regione centrale più compatta. Credito:NASA/CXC/Durham/D.Alexander et al

    Si pensa che la maggior parte delle galassie, se non tutte, ospitino un buco nero supermassiccio nei loro nuclei. Cresce accrescendo massa, e mentre si alimenta non è nascosto alla nostra vista:genera emissione di raggi X e ultravioletti che riscaldano la polvere che a sua volta si irradia nell'infrarosso. Durante la fase evolutiva in cui è più attivo, l'oggetto è noto come nucleo galattico attivo (AGN). La stragrande maggioranza degli AGN risiede in galassie normali in cui l'attività di formazione stellare co-evolve con l'accrescimento del buco nero, ma gli astronomi non sono d'accordo sulla natura delle galassie ospiti, e in particolare se assomigliano alle normali galassie formanti stelle nella loro struttura complessiva.

    Il problema principale risiede nella difficoltà di distinguere il contributo che l'AGN apporta all'emissione da quello della galassia ospite. Anche le immagini del telescopio spaziale Hubble non sono in grado di distinguere la componente nucleare quando c'è un significativo oscuramento di polvere nella galassia. Questi cosiddetti "AGN oscurati" contribuiscono solo debolmente all'emissione ottica poiché viene assorbita dalla polvere. Però, quelli studiati fino ad oggi sono nel complesso estremamente luminosi, con tra le più grandi luminosità totali conosciute, equivalente a più di dieci miliardi di soli.

    Gli astronomi CfA Francesca Civano e Stefano Marchesi e i loro colleghi hanno preparato un campione definito con precisione di AGN oscurati, quelli la cui emissione infrarossa è più di venti volte maggiore della sua emissione di raggi X (l'emissione di raggi X è stata misurata dall'Osservatorio a raggi X Chandra ). Hanno prima raccolto una serie di 265 AGN e poi hanno determinato quali erano "oscurati" calcolando l'emissione infrarossa di ciascuno in rapporto alla sua emissione di raggi X. Lo hanno fatto assemblando l'intera distribuzione spettrale della radiazione, combinando l'infrarosso con i dati UV e ottici e quindi modellando l'intera distribuzione per determinare la componente infrarossa totale dal solo AGN con un codice che modella e sottrae i contributi delle stelle e di altri processi. Una volta ottenuto il valore infrarosso, potevano dire quali erano qualificati come "oscurati". Il loro campione finale di AGN oscurato aveva 182 oggetti.

    Successivamente hanno analizzato le immagini ottiche molto deboli delle regioni nucleari di questo set combinandole tutte in un'immagine composita, e ha scoperto che la regione nucleare in questa immagine generica era insolitamente compatta in dimensioni angolari, più del doppio delle corrispondenti regioni nelle galassie in formazione stellare. Gli scienziati sostengono che questi AGN oscurati devono aver subito un processo di contrazione forse, come suggerito da alcune simulazioni, quando correnti fredde di gas fluiscono nella galassia e portano materiale al nucleo, rendendoli compatti. I risultati sono significativi non solo perché aiutano a chiarire cosa sta succedendo in questa classe di AGN luminosi ai raggi X, ma anche perché qualcosa di simile sembra essere in atto nelle galassie dell'universo primordiale che hanno l'aspetto di essere anche insolitamente compatte.


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