Un team internazionale di astronomi ha utilizzato l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) per creare l'immagine più dettagliata mai vista del gas che circonda due buchi neri supermassicci in una galassia in fusione.

A 400 milioni di anni luce dalla Terra, nella costellazione di Ofiuco, due galassie si scontrano e formano una galassia che conosciamo come NGC 6240. Questa galassia dalla forma particolare è stata osservata molte volte prima, perché è relativamente vicino. Ma NGC 6240 è complesso e caotico. La collisione tra le due galassie è ancora in corso, portando con sé nello schianto due buchi neri supermassicci in crescita

che probabilmente si fonderà come un buco nero più grande.

Per capire cosa sta succedendo all'interno di NGC 6240, gli astronomi vogliono osservare in dettaglio la polvere e il gas che circondano i buchi neri, ma le immagini precedenti non sono state abbastanza nitide per farlo. Nuove osservazioni di ALMA hanno aumentato la risoluzione delle immagini di un fattore dieci, mostrando per la prima volta la struttura del gas freddo nella galassia, anche nella sfera di influenza dei buchi neri.

"La chiave per comprendere questo sistema di galassie è il gas molecolare, " ha spiegato Ezequiel Treister della Pontificia Universidad Católica di Santiago, Chile. "Questo gas è il carburante necessario per formare le stelle, ma alimenta anche i buchi neri supermassicci, che permette loro di crescere".

La maggior parte del gas si trova in una regione tra i due buchi neri. Osservazioni meno dettagliate fatte in precedenza suggerivano che questo gas potesse essere un disco rotante. "Non troviamo alcuna prova per questo, — disse Treister. — Invece, vediamo un flusso caotico di gas con filamenti e bolle tra i buchi neri. Parte di questo gas viene espulso verso l'esterno con velocità fino a 500 chilometri al secondo. Non sappiamo ancora cosa causa questi deflussi".

Un altro motivo per osservare il gas in modo così dettagliato è che aiuta a determinare la massa dei buchi neri. "Modelli precedenti, in base alle stelle circostanti, indicato che i buchi neri erano molto più massicci di quanto ci aspettassimo, circa un miliardo di volte la massa del nostro Sole, ", ha affermato Anne Medling dell'Università di Toledo in Ohio. "Ma queste nuove immagini di ALMA ci hanno mostrato per la prima volta quanto gas è catturato all'interno della sfera di influenza dei buchi neri. Questa massa è significativa, e quindi ora stimiamo che le masse dei buchi neri siano inferiori:circa alcune centinaia di milioni di volte la massa del nostro Sole. Basato su questo, pensiamo che la maggior parte delle precedenti misurazioni dei buchi neri in sistemi come questo potrebbe essere sfalsata del 5-90 percento".

Il gas si è anche rivelato essere ancora più vicino ai buchi neri di quanto gli astronomi si aspettassero. "Si trova in un ambiente molto estremo, " ha spiegato Medling. "Pensiamo che alla fine cadrà nel buco nero, o verrà espulso ad alta velocità."

Gli astronomi non trovano prove di un terzo buco nero nella galassia, che un'altra squadra ha affermato di aver scoperto di recente. "Non vediamo gas molecolare associato a questo presunto terzo nucleo, " disse Treister. "Potrebbe essere un ammasso stellare locale invece di un buco nero, ma dobbiamo studiarlo molto di più per dire qualcosa al riguardo con certezza".

L'elevata sensibilità e risoluzione di ALMA sono fondamentali per saperne di più sui buchi neri supermassicci e sul ruolo del gas nelle galassie interagenti. "Questa galassia è così complessa, che non potremmo mai sapere cosa sta succedendo al suo interno senza queste immagini radio dettagliate, ", ha affermato Loreto Barcos-Muñoz dell'Osservatorio nazionale di radioastronomia di Charlottesville, Virginia. "Ora abbiamo un'idea migliore della struttura 3-D della galassia, che ci dà l'opportunità di capire come si evolvono le galassie durante le ultime fasi di una fusione in corso. In poche centinaia di milioni di anni, questa galassia avrà un aspetto completamente diverso."