Enormi buchi neri sparano potenti fasci di particelle nello spazio, per poi cambiare la loro mira per colpire nuovi bersagli. Questa scoperta, effettuata utilizzando l'Osservatorio a raggi X Chandra della NASA e il Very Long Baseline Array (VLBA) della National Science Foundation (NSF) dell'Osservatorio radioastronomico nazionale (NRAO), mostra che tipo di impatto diffuso possono avere i buchi neri sulla galassia circostante e sulla Terra. oltre.
Un team di astronomi ha osservato 16 buchi neri supermassicci in galassie circondate da gas caldo rilevato nei raggi X da Chandra. L'articolo è pubblicato su The Astrophysical Journal .
Utilizzando i dati radio del VLBA, hanno studiato le direzioni dei raggi – noti anche come getti – di particelle sparate a pochi anni luce di distanza dai buchi neri. Ciò fornisce agli scienziati un’immagine di dove è attualmente puntato ciascun raggio, visto dalla Terra. Ogni buco nero emette due raggi in direzioni opposte.
Il team ha poi utilizzato i dati di Chandra per studiare coppie di cavità, o bolle, nel gas caldo create in passato dai raggi che spingevano il gas verso l’esterno. Le posizioni delle grandi cavità esterne indicano la direzione in cui puntavano quei raggi milioni di anni prima. I ricercatori hanno poi confrontato le direzioni dei raggi radio con le direzioni delle coppie di cavità.
"Abbiamo scoperto che circa un terzo dei raggi ora puntano in direzioni completamente diverse rispetto a prima", ha affermato Francesco Ubertosi dell'Università di Bologna in Italia, che ha guidato lo studio. "Questi buchi neri della Morte Nera ruotano e puntano verso nuovi bersagli, come la stazione spaziale immaginaria di Star Wars."
I dati dei raggi X e della radio indicano che in alcuni casi i raggi possono cambiare direzione di quasi 90 gradi e su scale temporali comprese tra un milione di anni e poche decine di milioni di anni.
"Considerando che questi buchi neri hanno probabilmente più di 10 miliardi di anni", ha affermato il coautore Gerrit Schellenberger del Center for Astrophysicals, Harvard &Smithsonian (CfA). "Consideriamo rapido un grande cambiamento di direzione nell'arco di pochi milioni di anni. Cambiare la direzione dei raggi del buco nero gigante in circa un milione di anni è analogo a cambiare la direzione di una nuova corazzata in pochi minuti."
Gli scienziati ritengono che i raggi dei buchi neri e le cavità da essi scavati giochino un ruolo importante nel numero di stelle che si formano nelle loro galassie. I raggi pompano energia nel gas caldo dentro e intorno alla galassia, impedendogli di raffreddarsi abbastanza da formare un numero enorme di nuove stelle. Se i raggi cambiano direzione in modo significativo, possono ridurre la formazione stellare in aree molto più grandi della galassia.
"Queste galassie sono troppo distanti per dire se i raggi dei buchi neri della Morte Nera stiano danneggiando le stelle e i loro pianeti, ma siamo fiduciosi che stiano impedendo in primo luogo la formazione di molte stelle e pianeti", ha detto il coautore Ewan O'. Sullivan, anche lui del CfA.
Una delle più grandi domande aperte è come i raggi dei buchi neri girano in questo modo. Si ritiene che la direzione dei raggi provenienti da ciascuno di questi buchi neri giganti, che probabilmente ruotano, sia allineata con l'asse di rotazione del buco nero, il che significa che i raggi puntano lungo una linea che collega i poli.
Un’importante fonte di energia per questi raggi è probabilmente la materia contenuta in un disco che ruota attorno al buco nero e cade verso l’interno. Si pensa che questo processo costringa i raggi a essere perpendicolari al disco. Se il materiale cade verso il buco nero con un angolo diverso da quello parallelo al disco, potrebbe influenzare la direzione dell'asse di rotazione del buco nero.
"È possibile che il materiale che cade rapidamente verso i buchi neri con un angolo diverso e per un tempo sufficientemente lungo trascinerebbe i loro assi di rotazione in una direzione diversa", ha detto il coautore Jan Vrtilek, anche lui del CfA, "facendo sì che i raggi puntino in una direzione diversa". ."
Il team ha anche preso in considerazione spiegazioni alternative per la mancata corrispondenza tra le direzioni dei raggi radio e le cavità. Un'alternativa è che il gas si muova all'interno del grappolo come il vino in un bicchiere che viene fatto roteare in cerchio. Sbalzi come questo potrebbero essere causati da collisioni tra due ammassi di galassie che potrebbero spostare le cavità.
Tuttavia, i ricercatori hanno trovato prove di sloshing sia negli ammassi allineati che in quelli disallineati, il che depone contro la possibilità che lo sloshing stia causando lo spostamento delle cavità su grandi distanze.
