Astronomi della Swinburne University of Technology, Australia, e l'Università del Minnesota Duluth, STATI UNITI D'AMERICA, hanno fornito un modo per gli astronomi da poltrona, e anche i bambini delle scuole elementari, guardare semplicemente una galassia a spirale e stimare la massa del suo nascosto, buco nero centrale. La ricerca è stata supportata dall'Australian Research Council ed è stata pubblicata sulla rivista Avvisi mensili della Royal Astronomical Society .

Dato che i buchi neri non emettono luce visibile, sono stati tradizionalmente studiati attraverso osservazioni altamente tecniche delle stelle e del gas che orbitano intorno a loro, che a loro volta forniscono una misura di quanto devono essere massicci.

Ora, una nuova ricerca basata su queste misurazioni preesistenti ha dimostrato che la massa di un buco nero può essere stimata con precisione semplicemente osservando i bracci a spirale della sua galassia ospite.

Quasi un secolo fa, Sir James Jeans ed Edwin Hubble hanno notato come le galassie a spirale con grandi rigonfiamenti centrali possiedano braccia a spirale strettamente avvolte, mentre le galassie a spirale con piccoli rigonfiamenti mostrano bracci a spirale spalancati. Da allora, centinaia di migliaia, se non milioni, delle galassie a spirale sono state classificate come di tipo Sa, Sb, Ns, SD, a seconda dei loro bracci a spirale.

Prof Marc Seigar, Associate Dean dello Swenson College of Science and Engineering presso l'Università del Minnesota Duluth, e coautore dello studio, ha scoperto una relazione tra la massa del buco nero centrale e la tenuta dei bracci a spirale di una galassia quasi un decennio fa.

Il dottor Benjamin Davis e il professor Alister Graham, dal Centro di Swinburne per l'astrofisica e il supercalcolo, ha guidato la nuova ricerca rivedendo questa connessione tra la massa del buco nero e la geometria del braccio di spirale.

Dopo aver analizzato attentamente un campione più ampio di galassie, ripreso da una serie di telescopi spaziali, i ricercatori hanno osservato una relazione inaspettatamente forte, e uno che prevede buchi neri di massa inferiore nelle galassie con bracci a spirale aperti (tipi Sc e Sd).

"La forza della correlazione è competitiva con, se non meglio di, tutti gli altri nostri metodi utilizzati per prevedere le masse dei buchi neri, "dice il dottor Davis. "Chiunque può ora guardare l'immagine di una galassia a spirale e valutare immediatamente quanto dovrebbe essere massiccio il suo buco nero".

Dato che sono i dischi delle galassie che ospitano lo schema a spirale, lo studio mette in evidenza la connessione poco conosciuta tra dischi di galassie e buchi neri. Inoltre, la procedura consente la previsione delle masse dei buchi neri nelle galassie a disco puro senza rigonfiamento stellare. "Ciò implica che i buchi neri e i dischi delle loro galassie ospiti debbano co-evolvere, "dice il dottor Davis.

"Ora è facile come 'a, B, c' per svelare questo mistero del nostro Universo e rivelare le masse dei buchi neri nelle galassie a spirale, "dice il prof. Graham.

"È importante che la relazione aiuterà anche le ricerche dell'indagato, ma attualmente manca, popolazione di buchi neri di massa intermedia con masse comprese tra 100 e 100, 000 volte la massa del nostro Sole. Difficile da definire, hanno masse maggiori di quelle di ogni singola stella, ma sono più piccoli dei buchi neri supermassicci che crescono fino a miliardi di volte la massa del nostro Sole nelle galassie giganti, "dice il professor Graham.

Lavorando all'interno dell'OzGrav Center for Excellence dell'Australian Research Council, gli astronomi intendono dare la caccia a questi sfuggenti buchi neri, e indagare le implicazioni per la produzione di onde gravitazionali:quelle increspature nel tessuto dello spazio-tempo di Einstein che sono state annunciate per la prima volta dalle collaborazioni LIGO e Virgo nel 2016.