Individuato un Tesoro di Buchi Neri

Un’immagine senza precedenti ripresa dall’Osservatorio Chandra della NASA sta fornendo ad un team di astronomi la migliore visione ottenuta finora sulla crescita dei buchi neri nei miliardi di anni subito dopo il Big Bang.

L’immagine è tratta dal cosiddetto Chandra Deep Field-South (la più profonda e dettagliata immagine X ripresa dal satellite Chandra). La regione centrale contiene la più grande concentrazione di buchi neri supermassicci mai osservata, quanto basta a riempire con 5000 oggetti l’area sottesa dalla Luna (e circa un miliardo nell’intero cielo).

“Con questa straordinaria immagine possiamo esplorare gli albori dei buchi neri nell’Universo e osservare come siano cambiati nel corso di miliardi di anni”, ha detto Niel Brandt, uno degli autori dello studio. Circa il 70 percento degli oggetti nella nuova immagine sono buchi neri supermassicci, con un range di massa da circa 100.000 a 10 miliardi di volte la massa solare. Il gas in caduta verso questi buchi neri diviene molto più caldo quando si avvicina all’orizzonte degli eventi, producendo emissione di raggi X.

“Può essere molto difficile rilevare buchi neri nel giovane Universo perché sono così lontani e rileviamo radiazione solo se stanno attivamente ingurgitando materia”, ha detto Bin Luo, della Nanjing University. “Ma osservando abbastanza in profondità con Chandra possiamo trovare e studiare un vasto numero di buchi neri in crescita, alcuni dei quali non molto tempo dopo il Big Bang”.

La nuova immagine ultraprofonda nei raggi X può aiutare gli scienziati a comprendere come i buchi neri siano cresciuti da uno a due miliardi di anni dopo il Big Bang. Con queste acquisizioni gli scienziati hanno stabilito che tali buchi neri sono cresciuti soprattutto grazie ad episodi violenti piuttosto che tramite un lento accumulo di materia. Gli scienziati hanno anche trovato indicazioni riguardo al fatto che i semi da cui si sono formati i buchi neri supermassicci fossero piuttosto pesanti (10-100 mila volte il Sole) anziché leggeri (100 masse solari).

Questo riguarda una questione importante in astrofisica: il modo in cui questi oggetti possano essere cresciuti così rapidamente da raggiungere masse di circa un miliardo di volte quella solare nel giovane Universo.

I ricercatori hanno anche rilevato raggi X da galassie massicce alla distanza di circa 12,5 miliardi di anni luce dalla Terra. La maggior parte dell’emissione di raggi X dalle galassie più distanti probabilmente proviene da grandi collezioni di buchi neri di massa stellare all’interno delle galassie. Questi buchi neri si sono formati dal collasso di stelle massicce e tipicamente hanno massa da poche volte la massa solare a poche dozzine di volte.

“Rilevando raggi X da galassie così distanti, possiamo imparare molto sulla formazione ed evoluzione di buchi neri di massa stellare e supermassicci nel giovane Universo”, ha detto il membro del team Fabio Vito. “Stiamo guardando indietro al tempo in cui i buchi neri si trovavano in fasi fondamentali di crescita, simili a bambini e adolescenti affamati”.

Per realizzare lo studio il team ha combinato dati di Chandra con dati molto profondi del telescopio Hubble sulla stessa regione di cielo. Hanno studiato l’emissione di raggi X da oltre 2.000 galassie identificate da Hubble e localizzate ad una distanza tra 12 e 13 miliardi di anni luce dalla Terra.

Saranno necessari ulteriori studi e osservazioni per indagare ancora più in profondità sui misteri che circondano questi oggetti affascinanti ed estremi.
[ Barbara Bubbi ]

http://phys.org/news/2017-01-deepest-x-ray-image-reveals-black.html

Credit: X-ray: NASA/CXC/Penn State/B. Luo et al