I buchi neri accoppiati sono teorizzati per essere comuni, ma sono sfuggiti al rilevamento - fino ad ora.
Gli astronomi Todd Boroson e Tod Lauer, del National Optical Astronomy Observatory (NOAO) di Tucson, in Arizona, hanno trovato quelli che sembrano due enormi buchi neri in orbita l'uno attorno all'altro al centro di una galassia. La loro scoperta appare nel numero di questa settimana diNatura.
Gli astronomi hanno a lungo sospettato che la maggior parte delle galassie di grandi dimensioni nascondano buchi neri al loro centro e che la maggior parte delle galassie abbia subito una sorta di fusione nella loro vita. Ma mentre i sistemi binari di buco nero dovrebbero essere comuni, si sono rivelati difficili da trovare. Boroson e Lauer credono di aver trovato una galassia che contiene due buchi neri, che orbitano a vicenda ogni 100 anni circa. Sembrano essere separati solo da 1/10 di parsec, un decimo della distanza dalla Terra alla stella più vicina.
Dopo che si forma una galassia, è probabile che al suo centro possa formarsi anche un enorme buco nero. Poiché molte galassie si trovano in un gruppo di galassie, le singole galassie possono scontrarsi tra loro mentre orbitano nel cluster. Il mistero è ciò che accade a questi buchi neri centrali quando le galassie si scontrano e alla fine si fondono insieme. La teoria prevede che orbiteranno a vicenda e alla fine si fonderanno in un buco nero ancora più grande.
"I lavori precedenti hanno identificato potenziali esempi di buchi neri nel loro cammino verso la fusione, ma il caso presentato da Boroson e Lauer è speciale perché l'accoppiamento è più stretto e le prove molto più forti", ha scritto Jon Miller, un astronomo dell'Università del Michigan, in un editoriale di accompagnamento.
Il materiale che cade in un buco nero emette luce in regioni di lunghezze d'onda strette, formando linee di emissione che possono essere viste quando la luce viene dispersa in uno spettro. Le linee di emissione contengono le informazioni sulla velocità e la direzione del buco nero e il materiale che cade in esso. Se sono presenti due buchi neri, si orbiterebbero l'un l'altro prima di fondersi e avrebbero una caratteristica doppia firma nelle loro linee di emissione. Questa firma è stata ora trovata.
Il buco nero più piccolo ha una massa 20 milioni di volte quella del sole; quello più grande è 50 volte più grande, come determinato dalle loro velocità orbitali.
Boroson e Lauer hanno utilizzato i dati dello Sloan Digital Sky Survey, un telescopio di 2,5 metri di diametro ad Apache Point, nel sud del New Mexico, per cercare questa caratteristica firma a doppio buco nero tra i 17.500 quasar.
I quasar sono le versioni più luminose della classe generale di oggetti noti come galassie attive, che possono essere cento volte più luminose della nostra galassia della Via Lattea e alimentate dall'accrescimento del materiale in buchi neri supermassicci nei loro nuclei. Gli astronomi hanno trovato più di 100.000 quasar.
Boroson e Lauer hanno dovuto eliminare la possibilità di vedere due galassie, ognuna con il proprio buco nero, sovrapposte l'una all'altra. Per cercare di eliminare questa possibilità di sovrapposizione, hanno determinato che i quasar erano alla stessa distanza determinata da spostamento rosso e che c'era una firma di una sola galassia ospite.
"La doppia serie di ampie linee di emissione è una prova piuttosto conclusiva di due buchi neri", ha detto Boroson. “Se in effetti si trattava di una sovrapposizione casuale, uno degli oggetti deve essere abbastanza singolare. Una cosa bella di questo sistema binario di buco nero è che prevediamo che vedremo cambiamenti di velocità osservabili al massimo entro qualche anno. Possiamo testare la nostra spiegazione che il sistema binario del buco nero è incorporato in una galassia che è essa stessa il risultato di una fusione di due galassie più piccole, ognuna delle quali conteneva uno dei due buchi neri. ”
LEAD IMAGE CAPTION (altro): concezione dell'artista del sistema binario supermassiccio buco nero. Ogni buco nero è circondato da un disco di materiale che si eleva gradualmente alla sua presa, rilasciando radiazioni dai raggi X alle onde radio. I due buchi neri completano un'orbita attorno al loro centro di massa ogni 100 anni, viaggiando con una velocità relativa di 6000 chilometri (3.728 miglia) al secondo. (Credito P. Marenfeld, NOAO)
Fonte: NOAO
