Quando avviene una fusione tra due galassie ricche di gas, tutte le stelle e il gas nelle galassie diventano molto fitti. Questo ambiente costringe tutti i buchi neri supermassicci al centro della galassia a riunirsi.
“Per la prima volta, abbiamo dimostrato come i buchi neri supermassicci possano legarsi rapidamente durante le fusioni di galassie ricche di gas”, afferma l’autore principale, il dottor Michael Tremmel dell’ICRAR.
“Abbiamo scoperto che gli ambienti stellari nelle galassie ricche di gas consentono ai buchi neri supermassicci di avvicinarsi gli uni agli altri e, allo stesso tempo, il gas all’interno di questi ambienti rimuove abbastanza energia per consentire ai buchi neri supermassicci di legarsi”.
I meccanismi vincolanti per i buchi neri supermassicci nelle grandi fusioni rientrano tradizionalmente in due categorie:“rilassamento violento” e “attrito dinamico”.
“Il rilassamento violento descrive uno scenario in cui un buco nero supermassiccio binario si trova in una fredda cuspide stellare che scuote violentemente i buchi neri centrali per legarli”, afferma il coautore Dr. Duncan Forgan, dell’ICRAR.
“Tuttavia, abbiamo scoperto che anche per le galassie molto massicce con ambienti stellari centrali molto densi, i tempi di rilassamento sono troppo lunghi, con l’ambiente stellare che distrugge il sistema binario iniziale del buco nero supermassiccio prima che avvenga il legame”.
L'altro meccanismo è l'attrito dinamico. Ciò descrive il lento trasferimento di energia e quantità di moto da un buco nero supermassiccio centrale alle stelle circostanti.
“L’attrito dinamico è efficiente solo se il buco nero supermassiccio centrale è circondato da un ammasso stellare compatto”, afferma il dott. Tremmel.
“Poiché molte galassie hanno buchi neri supermassicci centrali, che non sono incorporati in ammassi stellari compatti, ci siamo resi conto che dovevamo capire se esistesse un altro modo per consentire ai buchi neri supermassicci di fondersi rapidamente”.
Per le loro simulazioni, i ricercatori hanno utilizzato il codice N-body GAEA, che è particolarmente adatto per modellare le fusioni di galassie ricche di gas.
"Mentre il lavoro precedente era limitato dalla risoluzione computazionale e quindi poteva risolvere solo parzialmente questi densi ambienti stellari, noi utilizziamo una nuova tecnica di zoom che ci consente di risolvere queste regioni con dettagli senza precedenti", afferma il coautore Professor Lucio Mayer, anch'egli dell'Università di Los Angeles. ICRAR.
“Abbiamo scoperto che le fusioni di galassie ricche di gas possono produrre molto rapidamente ambienti stellari estremamente densi attorno ai buchi neri supermassicci che si fondono e questo ambiente denso può rapidamente drenare l’energia dal sistema binario causando il legame dei buchi neri supermassicci entro circa 100 milioni di anni”.
Questa ricerca è stata pubblicata su The Astrophysical Journal Letters.
