Quando le galassie si fondono, anche i loro buchi neri supermassicci (SMBH) interagiscono e alla fine formano un unico buco nero più massiccio. Il processo di fusione dell’SMBH è complesso e dipende da vari fattori, tra cui le masse e gli spin dei singoli buchi neri, nonché la dinamica della fusione delle galassie. Ecco uno schema generale del ruolo svolto dagli SMBH durante le fusioni tra galassie:

1. Interazioni gravitazionali :Quando le galassie si avvicinano l'una all'altra durante una fusione, i loro SMBH iniziano a interagire gravitazionalmente. Le forze gravitazionali tra i buchi neri li fanno avvicinare l'uno all'altro nel tempo.

2. Formazione di un doppio nucleo galattico attivo (AGN) :Nelle prime fasi della fusione, entrambi gli SMBH possono accumulare attivamente materia e produrre getti di particelle e radiazioni ad alta energia. Questa fase è nota come fase del doppio nucleo galattico attivo (AGN). La presenza di due AGN può avere un impatto significativo sul gas circostante e sulla formazione stellare all’interno delle galassie in fusione.

3. Attrito dinamico :Mentre gli SMBH continuano a interagire, l'attrito dinamico gioca un ruolo nel loro avvicinamento. L'attrito dinamico si verifica a causa delle interazioni gravitazionali tra gli SMBH e le stelle e il gas nelle galassie in fusione. Le stelle e il gas esercitano una forza di trascinamento sui buchi neri, facendoli perdere energia e facendoli spiraleggiare verso l'interno.

4. Formazione di un unico SMBH :Alla fine, i due SMBH si avvicinano molto l'uno all'altro e formano un unico buco nero più massiccio. Il processo di fusione comporta il rilascio di un’enorme quantità di energia gravitazionale, che può produrre onde gravitazionali e contribuire alla produzione energetica complessiva della fusione delle galassie.

5. Ritorno della SMBH incorporata :In alcuni casi, gli SMBH che si fondono possono subire un contraccolpo dovuto alla conservazione della quantità di moto. Questo rinculo può spingere il buco nero fuori dal centro della galassia appena formata, portando alla formazione di un SMBH decentrato.

6. Coevoluzione con la Galassia :L'SMBH fuso continua a interagire con il gas e le stelle circostanti nella galassia. Il buco nero può accumulare materia e aumentare di massa, influenzando la formazione stellare e l’evoluzione complessiva della galassia ospite.

Lo studio delle interazioni e delle fusioni SMBH gioca un ruolo cruciale nella comprensione della formazione e della crescita delle galassie, nonché dell'evoluzione dell'universo. Fornisce approfondimenti sulle dinamiche delle fusioni tra galassie, sulla formazione di buchi neri massicci e sull’interazione tra i buchi neri e le galassie che li ospitano.