Per anni l'astronomo Karl Gebhardt e il dottorando Jeremy Murphy dell'Università del Texas ad Austin hanno cercato i buchi neri, la densa concentrazione di materia al centro delle galassie. Hanno trovato un buco nero del peso di 6,7 miliardi di volte la massa del nostro Sole al centro della galassia M87.
Ma ora hanno infranto il loro stesso record. Combinando nuovi dati provenienti da più osservazioni, hanno scoperto non uno ma due buchi neri supermassicci che pesano ciascuno fino a 10 miliardi di soli.
"Continuano a diventare più grandi", ha detto Gebhardt.
I buchi neri sono fatti di materia estremamente densa. Producono un campo gravitazionale così forte che nemmeno la luce può sfuggire. Poiché non possono essere visti direttamente, gli astronomi trovano i buchi neri tracciando le orbite delle stelle attorno a queste gigantesche masse invisibili. La forma e le dimensioni delle orbite di queste stelle possono determinare la massa del buco nero.
Le stelle esplosive chiamate supernovae spesso lasciano buchi neri, ma pesano solo quanto la stella singola. I buchi neri miliardi di volte la massa del nostro Sole è diventata così grande. Molto probabilmente, un normale buco nero ne ha consumato un altro, catturato un numero enorme di stelle e l'enorme quantità di gas che contengono, o che sono il risultato di due galassie che si scontrano. Maggiore è la collisione, più massiccio è il buco nero.
I supermassicci buchi neri che Gebhardt e Murphy hanno scoperto sono al centro di due galassie a più di 300 milioni di anni luce dalla Terra. Un peso di 9,7 miliardi di masse solari si trova nella galassia ellittica NGC 3842, la galassia più luminosa nel gruppo di galassie Leo a 320 milioni di anni luce di distanza nella direzione della costellazione del Leone. L'altro è grande o più grande e si trova nella galassia ellittica NGC 4889, la galassia più luminosa del gruppo Coma a circa 336 milioni di anni luce dalla Terra in direzione della costellazione del Coma Berenices.
Ognuno di questi buchi neri ha un orizzonte degli eventi - il punto di non ritorno in cui nulla, nemmeno la luce può sfuggire alla loro gravità - 200 volte più grande dell'orbita della Terra (o cinque volte l'orbita di Plutone). Si tratta di una stupefacente 29.929.600.000 chilometri o 18.597.391.235 miglia. Oltre l'orizzonte degli eventi, ognuno ha un'influenza gravitazionale che si estende per oltre 4.000 anni luce in ogni direzione.
Per fare un confronto, il buco nero al centro della nostra Via Lattea ha un orizzonte degli eventi solo un quinto dell'orbita di Mercurio - circa 11.600.000 chilometri o 7.207.905 miglia. Questi buchi neri supermassicci sono 2.500 volte più massicci dei nostri.
Gebhardt e Murphy hanno scoperto i buchi neri supermassicci combinando i dati provenienti da più fonti. Le osservazioni dei telescopi Gemini e Keck hanno rivelato le parti più piccole e più interne di queste galassie, mentre i dati dello spettrografo George e Cynthia Mitchell sul telescopio Harlan J. Smith da 2,7 metri hanno rivelato le loro regioni più estese e estreme.
Mettere tutto insieme per dedurre la massa dei buchi neri è stata una sfida. "Avevamo bisogno di simulazioni al computer in grado di far fronte a enormi cambiamenti di scala", ha affermato Gebhardt. "Questo può essere fatto solo su un supercomputer."
Ma il payoff non finisce con la ricerca di questi enormi centri galattici. La scoperta ha implicazioni molto più importanti. "Ci dice qualcosa di fondamentale su come si formano le galassie", ha detto Gebhardt.
Questi buchi neri potrebbero essere i resti oscuri di galassie precedentemente luminose chiamate quasar. L'universo primordiale era pieno di quasar, alcuni pensavano fossero stati alimentati da buchi neri di 10 miliardi di masse solari o più. Gli astronomi si sono chiesti dove siano scomparsi questi centri galattici supermassicci.
Gebhardt e Murphy avrebbero potuto trovare un pezzo chiave per risolvere il mistero. I loro due buchi neri supermassicci potrebbero far luce su come i buchi neri e le loro galassie hanno interagito sin dall'universo primordiale. Potrebbero essere un anello mancante tra antichi quasar e moderni buchi neri supermassicci.
Fonte: Comunicato stampa dell'Osservatorio McDonald.
