Credito d'immagine: Hubble
Quando i buchi neri si scontrano, fai attenzione! Un enorme scoppio di radiazioni gravitazionali risulta quando si fondono violentemente in un enorme buco nero. Il "calcio"? ciò che si verifica durante la collisione potrebbe far cadere il buco nero fuori dalla sua galassia.
Un nuovo studio descrive le conseguenze di una tale collisione intergalattica.
L'astrofisico David Merritt, professore al Rochester Institute of Technology, e co-autori Milos Milosavljevic (Caltech), Marc Favata (Cornell University), Scott Hughes (Massachusetts Institute of Technology) e Daniel Holz (University of Chicago) esplorano le conseguenze dei calci indotti dalle onde gravitazionali nel loro articolo, "Conseguenze del rinculo della radiazione gravitazionale"? recentemente inviato all'Astrophysical Journal e pubblicato online all'indirizzo http://arXiv.org/abs/astro-ph/0402057.
Si ritiene che praticamente tutte le galassie contengano buchi neri supermassicci nei loro centri. Secondo la teoria attuale, le galassie crescono attraverso fusioni con altre galassie. Quando due galassie si fondono, i loro buchi neri centrali formano un sistema binario e ruotano l'uno attorno all'altro, fondendosi infine in un unico buco nero. La coalescenza è guidata dall'emissione di radiazioni gravitazionali, come previsto dalla teoria della relatività di Einstein.
Merritt e i suoi colleghi hanno determinato la velocità con cui un buco nero deve muoversi per sfuggire completamente al campo gravitazionale di una galassia. Hanno scoperto che le galassie più grandi e più luminose hanno campi gravitazionali più forti e richiederebbero un calcio più grande per espellere un buco nero rispetto ai sistemi più piccoli. Allo stesso modo, impatti meno violenti potrebbero scuotere il buco nero dalla sua casa al centro di una galassia, per poi rimbalzare in posizione.
I calci mettono anche in discussione le teorie che potrebbero far crescere buchi neri supermassicci da fusioni gerarchiche di piccoli buchi neri, a partire dall'universo primordiale. "Il motivo è che le galassie erano più piccole molto tempo fa e i calci avrebbero facilmente rimosso i buchi neri da loro". Dice Merritt.
Secondo Merritt e i suoi coautori, è più probabile che i buchi neri supermassicci abbiano raggiunto la maggior parte della loro massa attraverso l'accrescimento di gas e che le fusioni con altri buchi neri abbiano avuto luogo solo dopo che le galassie avevano raggiunto all'incirca le loro dimensioni attuali.
? Sappiamo che esistono buchi neri supermassicci nei centri di galassie giganti come la nostra Via Lattea? dice Merritt. ? Ma per quanto ne sappiamo, i sistemi stellari più piccoli non hanno buchi neri. Forse lo erano, ma sono stati cacciati.
Il calcio - una conseguenza delle equazioni della relatività di Einstein - si verifica perché le onde gravitazionali emesse durante il tuffo finale sono anisotrope, producendo rinculo. L'effetto è massimizzato quando un buco nero è notevolmente più grande dell'altro.
Mentre gli astrofisici erano a conoscenza di questo fenomeno sin dagli anni '60, fino ad ora nessuno ha avuto gli strumenti analitici necessari per calcolare accuratamente la dimensione dell'effetto. Il primo calcolo accurato delle dimensioni dei calci è stato riportato in un documento di accompagnamento di Favata, Hughes e Holz, che appare anche online su http://arXiv.org.
Merritt nota che non ci sono prove osservazionali chiare che i calci abbiano avuto luogo. Sostiene che la migliore possibilità di trovare prove dirette sarebbe localizzare un buco nero poco dopo che si è verificato il calcio, forse in una galassia che ha recentemente subito una fusione con un'altra galassia.
"Vedresti un buco nero decentrato che non è ancora tornato al centro" lui dice. "Anche se la probabilità di osservare questo è bassa, ora che gli astronomi sanno cosa cercare, non sarei sorpreso se qualcuno lo trovasse alla fine."
Fonte originale: RIT News Release
