Il "tempo" negli ammassi di galassie può spiegare un enigma di vecchia data, secondo un team di ricercatori dell'Università di Cambridge. Gli scienziati hanno utilizzato simulazioni sofisticate per mostrare come i potenti getti dei buchi neri supermassicci vengano interrotti dal movimento di gas caldi e galassie, impedendo il raffreddamento del gas, che altrimenti potrebbe formare stelle. Il team pubblica il proprio lavoro sulla rivista Avvisi mensili della Royal Astronomical Society .

I tipici ammassi di galassie hanno diverse migliaia di galassie membri, che può essere molto diverso dalla nostra Via Lattea e variare in dimensioni e forma. Questi sistemi sono incorporati in un gas molto caldo noto come mezzo intracluster (ICM), che vivono tutti in un alone invisibile di cosiddetta "materia oscura".

Un gran numero di galassie ha buchi neri supermassicci al centro, e questi hanno spesso getti di materiale ad alta velocità che si estendono per migliaia di anni luce che possono gonfiare lobi molto caldi nell'ICM.

I ricercatori, con sede presso il Kavli Institute for Cosmology e l'Institute of Astronomy, ha eseguito simulazioni all'avanguardia osservando i lobi del getto nei minimi dettagli e i raggi X emessi di conseguenza. Il modello cattura la nascita e l'evoluzione cosmologica dell'ammasso di galassie, e ha permesso agli scienziati di studiare con un realismo senza precedenti come i getti ei lobi che gonfiano interagiscono con un ICM dinamico.

Hanno scoperto che le finte osservazioni a raggi X dell'ammasso simulato hanno rivelato le cosiddette "cavità a raggi X" e "bordi luminosi a raggi X" generati da getti supermassicci guidati da buchi neri, che a sua volta è distorto dai movimenti nel cluster, assomigliano notevolmente a quelli trovati nelle osservazioni di veri ammassi di galassie.

Il Dr. Martin Bourne dell'Institute of Astronomy di Cambridge ha guidato il team. Ha commentato:"Abbiamo sviluppato nuove tecniche di calcolo, che sfruttano la più recente tecnologia di calcolo ad alte prestazioni, modellare per la prima volta i lobi jet con più di un milione di elementi in ammassi completamente realistici. Questo ci permette di mettere al microscopio i processi fisici che guidano la liberazione dell'energia del getto".

Mentre le galassie si muovono nell'ammasso, la simulazione mostra che creano una sorta di "tempo, " in movimento, deformando e distruggendo i lobi caldi di gas che si trovano all'estremità dei getti del buco nero. I lobi del getto sono enormemente potenti e, se interrotti, fornire grandi quantità di energia all'ICM.

Il team di Cambridge ritiene che questo meccanismo di interruzione del clima dell'ammasso possa risolvere un problema duraturo:capire perché il gas ICM non si raffredda e non forma stelle al centro dell'ammasso. Questo cosiddetto puzzle del "flusso di raffreddamento" affligge gli astrofisici da oltre 25 anni.

Le simulazioni eseguite forniscono una nuova allettante soluzione che potrebbe risolvere questo problema. Il Dr. Bourne ha commentato:"La combinazione delle enormi energie pompate nei lobi del getto dal buco nero supermassiccio e la capacità del tempo degli ammassi di distruggere i lobi e ridistribuire questa energia all'ICM fornisce un meccanismo semplice ma elegante per risolvere il raffreddamento problema di flusso."

Una serie di telescopi spaziali a raggi X di prossima generazione verrà lanciata in orbita nel prossimo decennio. Questi strumenti avanzati dovrebbero aiutare a risolvere il dibattito e se il tempo intergalattico ferma davvero la nascita delle stelle.