I buchi neri sono famosi per fare a pezzi gli oggetti, comprese le stelle. Ma ora, gli astronomi hanno scoperto un buco nero che potrebbe aver innescato la nascita di stelle a una distanza sbalorditiva, e attraverso più galassie.

Se confermato, questa scoperta, realizzato con l'Osservatorio a raggi X Chandra della NASA e altri telescopi, rappresenterebbe la portata più ampia mai vista per un buco nero che agisce come un kick-starter stellare. Il buco nero sembra aver migliorato la formazione stellare a più di un milione di anni luce di distanza. (Un anno luce è uguale a 6 trilioni di miglia.)

"Questa è la prima volta che vediamo un singolo buco nero aumentare la nascita di una stella in più di una galassia alla volta, " ha detto Roberto Gilli dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) di Bologna, Italia, autore principale dello studio che descrive la scoperta. "È incredibile pensare che il buco nero di una galassia possa avere voce in capitolo su ciò che accade in altre galassie a milioni di trilioni di miglia di distanza".

Un buco nero è un oggetto estremamente denso dal quale non può sfuggire alcuna luce. L'immensa gravità del buco nero attira il gas e la polvere circostanti, ma le particelle di una piccola quantità di quel materiale possono anche essere catapultate via invece quasi alla velocità della luce. Queste particelle in rapido movimento formano due fasci stretti o "getti" vicino ai poli del buco nero.

Il buco nero supermassiccio osservato dagli scienziati nel nuovo studio si trova al centro di una galassia a circa 9,9 miliardi di anni luce dalla Terra. Questa galassia ha almeno sette galassie vicine, secondo le osservazioni con il Very Large Telescope (VLT) e il Large Binocular Telescope (LBT) dell'Osservatorio europeo meridionale.

Utilizzando Karl Jansky Very Large Array della National Science Foundation, gli scienziati avevano precedentemente rilevato l'emissione di onde radio da un getto di particelle ad alta energia lungo circa un milione di anni luce. Il getto può essere ricondotto al buco nero supermassiccio, che Chandra ha rilevato come una potente fonte di raggi X prodotti dal gas caldo che turbina intorno al buco nero. Gilli e colleghi hanno anche rilevato una nuvola diffusa di emissione di raggi X che circonda un'estremità del getto radio. Questa emissione di raggi X è molto probabilmente da una gigantesca bolla di gas caldo riscaldata dall'interazione delle particelle energetiche nel getto radio con la materia circostante.

Mentre la bolla calda si espandeva e attraversava quattro galassie vicine, potrebbe aver creato un'onda d'urto che ha compresso il gas freddo nelle galassie, provocando la formazione di stelle. Tutte e quattro le galassie sono approssimativamente alla stessa distanza, circa 400, 000 anni luce, dal centro della bolla. Gli autori stimano che il tasso di formazione stellare sia da due a cinque volte superiore a quello delle tipiche galassie con massa e distanza simili dalla Terra.

"La storia di Re Mida parla del suo tocco magico che può trasformare il metallo in oro, " ha detto il co-autore Marco Mignoli, anche dell'INAF di Bologna, Italia. "Qui abbiamo un caso di un buco nero che ha contribuito a trasformare il gas in stelle, e la sua portata è intergalattica."

Gli astronomi hanno visto molti casi in cui un buco nero colpisce l'ambiente circostante attraverso un "feedback negativo", in altre parole, limitando la formazione di nuove stelle. Questo può accadere quando i getti del buco nero iniettano così tanta energia nel gas caldo di una galassia, o ammasso di galassie, che il gas non può raffreddarsi abbastanza da formare un gran numero di stelle.

In questa collezione di galassie appena scoperta, gli astronomi hanno trovato un esempio meno comune di "feedback positivo, " dove gli effetti del buco nero aumentano la formazione stellare. Inoltre, quando gli astronomi hanno precedentemente riscontrato un feedback positivo, ha comportato un aumento del tasso di formazione stellare del 30% o meno, o si è verificato su scale di circa 20, 000 a 50, 000 anni luce su una vicina galassia compagna. Il fatto che il feedback sia positivo o negativo dipende da un delicato equilibrio tra la velocità di riscaldamento e la velocità di raffreddamento di una nuvola. Questo perché le nuvole che inizialmente sono più fredde quando colpite da un'onda d'urto sono più inclini a ricevere feedback positivi, e formare più stelle.

"I buchi neri hanno la meritata reputazione di essere potenti e mortali, ma non sempre, " ha detto il coautore Alessandro Peca, già all'INAF di Bologna e ora dottore di ricerca. studente all'Università di Miami. "Questo è un ottimo esempio del fatto che a volte sfidano questo stereotipo e possono invece nutrire".

I ricercatori hanno utilizzato un totale di sei giorni di tempo di osservazione di Chandra distribuiti su cinque mesi.

"È solo grazie a questa osservazione molto profonda che abbiamo visto la bolla di gas caldo prodotta dal buco nero, " ha detto il coautore Colin Norman della Johns Hopkins University di Baltimora, Maryland. "Prendendo di mira oggetti simili a questo, potremmo scoprire che il feedback positivo è molto comune nella formazione di gruppi e ammassi di galassie".

Un articolo che descrive questi risultati è stato pubblicato nell'ultimo numero della rivista Astronomia e Astrofisica .