Quando le galassie si scontrano, può derivarne ogni sorta di caos. Sebbene il processo richieda milioni di anni, la fusione di due galassie può portare alla fusione di Supermassive Black Holes (SMBH, che risiedono nei loro centri) e diventare ancora più grandi. Può anche portare a espellere le stelle dalle loro galassie, inviando loro e persino i loro sistemi di pianeti nello spazio come "stelle canaglia".
Ma secondo un nuovo studio condotto da un team internazionale di astronomi, sembra che in alcuni casi gli SMBH possano anche essere espulsi dalle loro galassie dopo una fusione. Utilizzando i dati dell'Osservatorio dei raggi X Chandra della NASA e di altri telescopi, il team ha rilevato quello che potrebbe essere un "buco nero supermassiccio rinnegato" che si sta allontanando dalla sua galassia.
Secondo lo studio del team - che è apparso nel Diario astrofisico sotto il titolo A Potential Recoiling Supermassive Black Hole, CXO J101527.2 + 625911 - il buco nero rinnegato è stato rilevato a una distanza di circa 3,9 miliardi di anni luce dalla Terra. Sembra provenire da una galassia ellittica e contiene l'equivalente di 160 milioni di volte la massa del nostro Sole.
Il team ha trovato questo buco nero mentre cercava tra migliaia di galassie prove di buchi neri che mostravano segni di essere in movimento. Ciò consisteva nel vagliare i dati ottenuti dal telescopio a raggi X Chandra per sorgenti di raggi X luminose - una caratteristica comune degli SMBH in rapida crescita - che sono stati osservati come parte dello Sloan Digital Sky Survey (SDSS).
Hanno quindi osservato i dati di Hubble di tutte queste galassie luminose a raggi X per vedere se avrebbero rivelato due picchi luminosi al centro di qualsiasi. Questi picchi luminosi sarebbero un'indicazione rivelatrice della presenza di una coppia di buchi neri supermassicci o di un buco nero che si stava allontanando dal centro della galassia. Infine, gli astronomi hanno esaminato i dati spettrali SDSS, che mostrano come la quantità di luce ottica varia con la lunghezza d'onda.
Da tutto ciò, i ricercatori hanno sempre trovato quello che consideravano un buon candidato per un buco nero rinnegato. Con i dati di aiuto dell'SDSS e del telescopio Keck alle Hawaii, hanno stabilito che questo candidato si trovava vicino, ma visibilmente compensato, dal centro della sua galassia. Hanno anche notato che aveva una velocità diversa dalla galassia - proprietà che suggerivano che si stesse muovendo da solo.
L'immagine in basso, generata dai dati di Hubble, mostra i due punti luminosi vicino al centro della galassia. Mentre quello a sinistra era situato al centro, quello a destra (il rinnegato SMBH) si trovava a circa 3000 anni luce di distanza dal centro. Tra i raggi X e i dati ottici, tutte le indicazioni indicavano che era un buco nero che veniva espulso dalla sua galassia.
In termini di ciò che avrebbe potuto causare questo, il team si azzardò a pensare che il foro posteriore potesse essersi "riavvolto" quando due SMBH più piccoli si scontrarono e si unirono. Questa collisione avrebbe generato onde gravitazionali che avrebbero potuto spingere il buco nero fuori dal centro della galassia. Si azzardarono inoltre che il buco nero potesse essersi formato e messo in moto dalla collisione di due buchi neri più piccoli.
Un'altra possibile spiegazione è che due SMBH si trovano al centro di questa galassia, ma uno di questi non sta producendo radiazioni rilevabili, il che significherebbe che sta crescendo troppo lentamente. Tuttavia, i ricercatori preferiscono la spiegazione che ciò che hanno osservato era un buco nero rinnegato, in quanto sembra essere più coerente con l'evidenza. Ad esempio, il loro studio ha mostrato segni che la galassia ospite stava sperimentando qualche disturbo nelle sue regioni esterne.
Questa è una possibile indicazione che la fusione tra le due galassie si è verificata in un passato relativamente recente. Poiché si ritiene che le fusioni SMBH si verifichino quando le loro galassie ospiti si fondono, questa riserva favorisce la teoria rinnegata del buco nero. Inoltre, i dati hanno mostrato che in questa galassia le stelle si stavano formando ad alta velocità. Ciò concorda con le simulazioni al computer che prevedono che l'unione delle galassie subisca un tasso aumentato di formazione stellare.
Ma, naturalmente, sono necessarie ulteriori ricerche prima di poter raggiungere qualsiasi conclusione. Nel frattempo, i risultati potrebbero essere di particolare interesse per gli astronomi. Questo studio non coinvolge solo un fenomeno veramente raro - un SMBH in movimento, piuttosto che riposare al centro di una galassia - ma le proprietà uniche coinvolte potrebbero aiutarci a conoscere meglio queste caratteristiche rare ed enigmatiche.
Per uno, lo studio degli SMBH potrebbe rivelare di più sulla velocità e la direzione di rotazione di questi oggetti enigmatici prima che si fondano. Da ciò, gli astronomi sarebbero in grado di prevedere meglio quando e dove gli SMBH stanno per fondersi. Studiare la velocità di riavvolgere i buchi neri potrebbe anche rivelare ulteriori informazioni sulle onde gravitazionali, che potrebbero svelare ulteriori segreti sulla natura del tempo spaziale.
E soprattutto, assistere a un buco nero rinnegato è un'opportunità per vedere al lavoro alcune forze incredibili. Partendo dal presupposto che le osservazioni sono corrette, non ci saranno dubbi che saranno condotte indagini di follow-up progettate per vedere dove sta viaggiando l'SMBH e quale effetto sta avendo sull'ambiente cosmico circostante.
Sin dagli anni '70, gli scienziati sono dell'opinione che la maggior parte delle galassie abbia al centro gli SMBH. Negli anni e decenni seguenti, la ricerca ha confermato la presenza di buchi neri non solo al centro della nostra galassia - Sagittario A * - ma al centro di quasi tutte le galassie massicce conosciute. Che vanno dalle centinaia di migliaia a miliardi di masse solari, questi oggetti esercitano una forte influenza sulle loro rispettive galassie.
Assicurati di goderti questo video, per gentile concessione dell'Osservatorio X-Ray di Chandra:
