Per la prima volta in assoluto, Gli astronomi dell'Università del New Mexico affermano di essere stati in grado di osservare e misurare il movimento orbitale tra due buchi neri supermassicci a centinaia di milioni di anni luce dalla Terra:una scoperta che richiede più di un decennio.

Karishma Bansal, studente laureato del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'UNM, è il primo autore del documento, "Limitare l'orbita del buco nero supermassiccio binario 0402+379", recentemente pubblicato in Il Giornale Astrofisico . Lei, insieme al professore dell'UNM Greg Taylor e ai colleghi di Stanford, l'Osservatorio Navale degli Stati Uniti e l'Osservatorio Gemini, hanno studiato l'interazione tra questi buchi neri per 12 anni.

"Per molto tempo, abbiamo cercato nello spazio per cercare di trovare una coppia di questi buchi neri supermassicci in orbita come risultato della fusione di due galassie, " ha detto Taylor. "Anche se abbiamo teorizzato che questo dovrebbe accadere, nessuno l'aveva mai visto fino ad ora".

All'inizio del 2016, un team internazionale di ricercatori, compreso un alunno UNM, lavorando al progetto LIGO ha rilevato l'esistenza di onde gravitazionali, confermando la previsione centenaria di Albert Einstein e sorprendendo la comunità scientifica. Queste onde gravitazionali sono state il risultato della collisione nello spazio di due buchi neri di massa stellare (~30 massa solare) entro il tempo di Hubble. Ora, grazie a quest'ultima ricerca, gli scienziati potranno iniziare a capire cosa porta alla fusione di buchi neri supermassicci che crea increspature nel tessuto dello spazio-tempo e iniziare a conoscere meglio l'evoluzione delle galassie e il ruolo che questi buchi neri giocano in essa.

Utilizzando l'array di base molto lungo (VLBA), un sistema composto da 10 radiotelescopi negli Stati Uniti e operato a Socorro, N.M., i ricercatori sono stati in grado di osservare diverse frequenze di segnali radio emessi da questi buchi neri supermassicci (SMBH). Col tempo, gli astronomi sono stati essenzialmente in grado di tracciare la loro traiettoria e confermarla come un sistema binario visivo. In altre parole, hanno osservato questi buchi neri in orbita l'uno con l'altro.

"Quando il dottor Taylor mi ha fornito questi dati ero all'inizio dell'apprendimento come immaginarli e capirli, " disse Bansal. "E, come ho appreso che c'erano dati che risalgono al 2003, l'abbiamo tracciato e abbiamo determinato che stanno orbitando l'un l'altro. È molto eccitante."

Per Taylor, la scoperta è il risultato di oltre 20 anni di lavoro e un'impresa incredibile data la precisione richiesta per ottenere queste misurazioni. A circa 750 milioni di anni luce dalla Terra, la galassia denominata 0402+379 e i buchi neri supermassicci al suo interno, sono incredibilmente lontani; ma sono anche alla perfetta distanza dalla Terra e l'uno dall'altro per essere osservati.

Bansal afferma che questi buchi neri supermassicci hanno una massa combinata di 15 miliardi di volte quella del nostro sole, o 15 miliardi di masse solari. L'incredibile dimensione di questi buchi neri significa che il loro periodo orbitale è di circa 24, 000 anni, quindi, mentre il team li osserva da oltre un decennio, devono ancora vedere anche la minima curvatura nella loro orbita.

"Se immagini una lumaca sul pianeta simile alla Terra appena scoperto in orbita attorno a Proxima Centauri - a 4.243 anni luce di distanza - che si muove a 1 cm al secondo, questo è il movimento angolare che stiamo risolvendo qui, " ha detto Roger W. Romani, professore di fisica alla Stanford University e membro del gruppo di ricerca.

"Quello che siamo stati in grado di fare è un vero risultato tecnico in questo periodo di 12 anni utilizzando il VLBA per ottenere una risoluzione e una precisione sufficienti nell'astrometria per vedere effettivamente l'orbita che si svolge, " ha detto Taylor. "E 'un po' di trionfo nella tecnologia per essere stato in grado di fare questo".

Sebbene la realizzazione tecnica di questa scoperta sia davvero sorprendente, Bansal e Taylor affermano che la ricerca potrebbe anche insegnarci molto sull'universo, da dove vengono le galassie e dove stanno andando.

"Le orbite delle stelle binarie hanno fornito enormi intuizioni sulle stelle, " ha detto Bob Zavala, un astronomo con l'Osservatorio navale degli Stati Uniti. "Ora saremo in grado di utilizzare tecniche simili per comprendere i buchi neri supermassicci e le galassie in cui risiedono".

Continuare a osservare l'orbita e l'interazione di questi due buchi neri supermassicci potrebbe anche aiutarci a comprendere meglio come potrebbe essere il futuro della nostra galassia. Proprio adesso, la galassia di Andromeda, che ha al centro anche una SMBH, è sulla strada per scontrarsi con la nostra Via Lattea, il che significa che l'evento che Bansal e Taylor stanno attualmente osservando, potrebbe verificarsi nella nostra galassia tra qualche miliardo di anni.

"I buchi neri supermassicci hanno molta influenza sulle stelle che li circondano e sulla crescita e l'evoluzione della galassia, " ha spiegato Taylor. "Quindi, capire di più su di loro e su cosa succede quando si fondono l'uno con l'altro potrebbe essere importante per la nostra comprensione dell'universo".

Bansal afferma che il team di ricerca effettuerà un'altra osservazione di questo sistema tra tre o quattro anni per confermare il movimento e ottenere un'orbita precisa. Intanto, il team spera che questa scoperta incoraggerà il lavoro correlato degli astronomi di tutto il mondo.