Visualizzazioni del modello dinamico simulando due diversi scenari. La riga superiore mostra una collisione che riduce l'attività principale, la riga inferiore mostra una collisione che aumenta l'attività del core. Credito:© 2021 Miki et al.
In precedenza si pensava che le collisioni tra le galassie avrebbero necessariamente aumentato l'attività dei buchi neri massicci al loro centro. Però, i ricercatori hanno eseguito le simulazioni più accurate di una serie di scenari di collisione e hanno scoperto che alcune collisioni possono ridurre l'attività dei loro buchi neri centrali. Il motivo è che certe collisioni frontali potrebbero infatti ripulire i nuclei galattici della materia che altrimenti alimenterebbero i buchi neri contenuti all'interno.
Fenomeni giganteschi come la collisione di galassie sono spesso considerati un cataclisma cosmico, con le stelle che si schiantano ed esplodono, e distruzione su scala epica. Ma veramente, è più vicino a un paio di nuvole che si uniscono, di solito uno più grande che ne assorbe uno più piccolo. È improbabile che le stelle al loro interno si scontrino da sole. Ma detto questo, quando le galassie si scontrano, le conseguenze possono essere enormi.
Le galassie si scontrano in modi diversi. A volte una piccola galassia si scontra con la parte esterna di una più grande e può attraversarla o fondersi, in ogni caso, scambiando molte stelle lungo la strada. Ma le galassie possono anche scontrarsi frontalmente, durante il quale il più piccolo dei due viene fatto a pezzi dalle forze di marea opprimenti del più grande. È in questo scenario che può accadere qualcosa di interessante all'interno del nucleo galattico.
"Nel cuore della maggior parte delle galassie si trova un enorme buco nero, o MBH, " ha affermato il ricercatore associato Yohei Miki dell'Università di Tokyo. "Da quando gli astronomi hanno esplorato le collisioni galattiche, si è ipotizzato che una collisione fornisca sempre carburante per un MBH sotto forma di materia all'interno del nucleo. E che questo carburante alimenterebbe l'MBH, aumentare significativamente la sua attività, che vedremmo come luce ultravioletta e raggi X tra le altre cose. Però, ora abbiamo buone ragioni per credere che questa sequenza di eventi non sia inevitabile e che in effetti a volte potrebbe essere vero l'esatto contrario".
Sembra logico che una collisione galattica aumenterebbe solo l'attività di un MBH, ma Miki e il suo team erano curiosi di testare questa nozione. Hanno costruito modelli altamente dettagliati di scenari di collisione galattica e li hanno eseguiti su supercomputer. Il team è stato lieto di vedere che in alcune circostanze, una piccola galassia in arrivo potrebbe effettivamente rimuovere la materia che circonda l'MBH di quella più grande. Ciò ridurrebbe invece di aumentare la sua attività.
"Abbiamo calcolato l'evoluzione dinamica della materia gassosa che circonda l'MBH in un toroide, o ciambella, forma, " disse Miki. "Se la galassia in arrivo accelerasse questo toroide oltre una certa soglia determinata dalle proprietà dell'MBH, allora la materia sarebbe stata espulsa e l'MBH sarebbe affamato. Questi eventi possono durare nella regione di un milione di anni, anche se non siamo ancora sicuri di quanto tempo possa durare la soppressione dell'attività MBH".
Rappresentazione artistica del gas che viene estratto da un nucleo galattico. Credito:© 2021 Miki et al.
Questa ricerca potrebbe aiutarci a capire l'evoluzione della nostra Via Lattea. Gli astronomi sono fiduciosi che la nostra galassia si sia già scontrata con molte altre più piccole in passato.
Lo studio è pubblicato su Astronomia della natura .
