Colossali Buchi Neri in Piccole Galassie

Tre anni fa un team dell’University of Utah ha scoperto una galassia nana ultracompatta contenente un buco nero supermassiccio, la galassia più piccola conosciuta ad ospitare un oggetto di questo genere. La scoperta suggeriva che queste nane fossero resti di galassie più grandi private dei loro strati esterni in seguito a collisioni con altre galassie massicce.

Recentemente lo stesso gruppo di astronomi ha individuato due ulteriori galassie nane ultracompatte dotate di buchi neri supermassicci. Questi esempi suggeriscono che i buchi neri si nascondano al centro della gran parte di questi oggetti, il che potenzialmente raddoppierebbe il numero di buchi neri supermassicci noti nell’Universo. I buchi neri rappresentano un’elevata percentuale della massa totale delle galassie compatte e questo supporta la teoria che queste galassie mignon in passato siano state fatte a pezzi da galassie più grandi.
“Non abbiamo ancora pienamente compreso come le galassie si formino ed evolvano nel tempo. Questi oggetti possono fornirci nuove informazioni”, afferma Chris Ahn, a guida dello studio pubblicato su The Astrophysical Journal. “Forse una frazione dei centri di tutte le galassie sono in realtà galassie compatte private delle loro parti esterne”.

Gli autori hanno analizzato due galassie nane ultracompatte chiamate VUCD3 e M59cO, in orbita attorno a galassie massicce nell’Ammasso della Vergine. In entrambe le galassie è stato individuato un buco nero supermassiccio; il buco nero di VUCD3 ha una massa equivalente a 4,4 milioni di Soli, circa il 13 percento della massa totale della sua galassia, e il buco nero in M59cO ha una massa di 5,8 milioni di Soli, circa il 18 percento della massa totale di M59cO. Per fare un confronto, il buco nero al centro della Via Lattea ha una massa di 4 milioni di Soli, ma costituisce meno dello 0,1 percento della massa totale della Via Lattea.

“È davvero straordinario quando ci si pensa. Queste galassie nane ultracompatte hanno una dimensione di circa lo 0,1 percento della Via Lattea, eppure ospitano buchi neri supermassicci più grandi rispetto al buco nero al centro della nostra galassia”, fa notare Ahn.

Per calcolare la massa delle galassie nane ultracompatte gli astronomi hanno misurato il movimento delle stelle utilizzando il telescopio Gemini North alle Hawaii. Hanno inoltre esaminato immagini del telescopio Hubble per misurare la distribuzione delle stelle in ciascuna galassia e hanno creato una simulazione al computer per analizzare al meglio le loro osservazioni. Hanno scoperto che il moto delle stelle al centro delle galassie avviene molto più velocemente rispetto all’esterno, un classico indizio della presenza di un buco nero. Le galassie nane ultracompatte sono costituite da centinaia di milioni di stelle strettamente addensate in una regione estesa mediamente per 100 anni luce.

Una spiegazione possibile della presenza di buchi neri supermassicci all’interno di queste galassie è che le galassie fossero un tempo costituite da miliardi di stelle. Gli autori ritengono che le nane siano state inghiottite e distrutte dalla gravità di galassie molto più grandi, mentre i buchi neri sarebbero rimasti come residuo dell’antica galassia massiccia. La scoperta è di notevole importanza per la nostra comprensione relativa al modo in cui le galassie si formano ed evolvono nel tempo.
[ Barbara Bubbi ]

https://m.phys.org/news/2017-04-supermassive-black-holes-tiny-galaxies.html

Credit NASA, ESA, and D. Coe, J. Anderson, and R. van der Marel (STScI)