La galassia irregolare NGC 6240. Nuove osservazioni mostrano che ospita non due ma tre buchi neri supermassicci al suo interno. Il buco nero settentrionale (N) è attivo ed era già noto. La nuova immagine ad alta risoluzione spaziale ingrandita mostra che la componente meridionale è costituita da due buchi neri supermassicci (S1 e S2). Il colore verde indica la distribuzione del gas ionizzato dalla radiazione che circonda i buchi neri. Le linee rosse mostrano i contorni della luce stellare della galassia e la lunghezza della barra bianca corrisponde a 1000 anni luce. Credito:P Weilbacher (AIP), NASA, ESA, la collaborazione Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble, e A Evans (Università della Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University)
Un team di ricerca internazionale guidato da scienziati di Göttingen e Potsdam ha dimostrato per la prima volta che la galassia NGC 6240 contiene tre buchi neri supermassicci. Le osservazioni uniche, pubblicato sulla rivista Astronomia e astrofisica , mostrano i buchi neri vicini l'uno all'altro nel nucleo della galassia. Lo studio indica processi di fusione simultanei durante la formazione delle più grandi galassie dell'universo.
Le galassie massicce come la Via Lattea sono costituite tipicamente da centinaia di miliardi di stelle e ospitano un buco nero con una massa da diversi milioni fino a diverse centinaia di milioni di masse solari al loro centro. La galassia nota come NGC 6240 è nota come galassia irregolare per via della sua particolare forma. Fino ad ora, gli astronomi hanno ipotizzato che si sia formato dalla collisione di due galassie più piccole e che quindi contenga due buchi neri nel suo nucleo. Questi antenati galattici si sono mossi l'uno verso l'altro a velocità di diverse centinaia di km/s e sono ancora in fase di fusione. Il sistema di galassie che dista circa 300 milioni di anni luce da noi, vicino per gli standard cosmici, è stato studiato in dettaglio a tutte le lunghezze d'onda, ed è stato finora considerato un prototipo per l'interazione delle galassie.
"Attraverso le nostre osservazioni con una risoluzione spaziale estremamente elevata siamo stati in grado di dimostrare che il sistema di galassie interagenti NGC 6240 ospita non due, come precedentemente ipotizzato, ma tre buchi neri supermassicci al centro, " riferisce il professor Wolfram Kollatschny dell'Università di Göttingen, l'autore principale dello studio. Ciascuno dei tre pesi massimi ha una massa di oltre 90 milioni di soli. Si trovano in una regione dello spazio di meno di 3000 anni luce di diametro, cioè in meno di un centesimo della dimensione totale della galassia. "Fino ad ora, una tale concentrazione di tre buchi neri supermassicci non era mai stata scoperta nell'universo, " aggiunge il Dr. Peter Weilbacher del Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP). "Il presente caso fornisce la prova di un processo di fusione simultanea di tre galassie insieme ai loro buchi neri centrali".
La scoperta di questo triplo sistema è di fondamentale importanza per comprendere l'evoluzione delle galassie nel tempo. Finora non è stato possibile spiegare come le galassie più grandi e massicce, che conosciamo dal nostro ambiente cosmico nel "tempo presente, " si sono formati solo dalla normale interazione delle galassie e dai processi di fusione nel corso dei precedenti 14 miliardi di anni circa, cioè l'età del nostro universo. "Se, però, si sono verificati processi di fusione simultanea di diverse galassie, quindi le galassie più grandi con i loro buchi neri supermassicci centrali sono state in grado di evolversi molto più velocemente, " Peter Weilbacher riassume. "Le nostre osservazioni forniscono la prima indicazione di questo scenario".
Per le esclusive osservazioni ad alta precisione della galassia NGC 6240 utilizzando il VLT da 8 metri, un telescopio gestito dall'Osservatorio europeo meridionale in Cile, lo spettrografo 3-D MUSE è stato utilizzato in modalità spaziale ad alta risoluzione insieme a quattro stelle laser generate artificialmente e un sistema di ottica adattiva. Grazie alla sofisticata tecnologia, le immagini sono ottenute con una nitidezza simile a quella del telescopio spaziale Hubble ma contengono inoltre uno spettro per ogni pixel dell'immagine. Questi spettri sono stati decisivi nel determinare il movimento e le masse dei buchi neri supermassicci in NGC 6240.
Gli scienziati presumono che l'osservato, l'imminente fusione dei buchi neri supermassicci tra qualche milione di anni genererà anche onde gravitazionali molto forti. Nel prossimo futuro, segnali di oggetti simili possono essere misurati con il rilevatore di onde gravitazionali LISA basato su satellite e possono essere scoperti ulteriori sistemi di fusione.
