Parla di un quartiere difficile! Persino i buchi neri non sono i benvenuti nella galassia CID-42, situata a circa 4 miliardi di anni luce dalla Terra. Questo fenomeno, noto come buco nero indietreggiato, si verifica a causa di un “calcio” di onde gravitazionali derivante dalla fusione di due buchi neri.
Mentre è probabile che questo evento sia raro, potrebbe significare che potrebbero esserci dei buchi neri giganti in roaming non rilevati nei vasti spazi tra le galassie.
"Questi buchi neri sarebbero invisibili per noi", ha dichiarato Laura Blecha del Centro di astrofisica di Harvard, co-autrice di un nuovo studio, "perché hanno consumato tutto il gas che li circonda dopo essere stati espulsi dalla loro galassia domestica".
Uno sguardo precedente al CID-42 ha rilevato una fonte di raggi X luminosa probabilmente causata da materiale surriscaldato attorno a uno o più buchi neri supermassicci. Tuttavia, gli astronomi non sono stati in grado di distinguere se i raggi X provenissero da una o entrambe le fonti ottiche perché Chandra non era puntato direttamente sul CID-42, dando una sorgente di raggi X che era meno nitida del solito.
I nuovi dati aiutano a chiarire che i raggi X provenivano solo da una delle fonti. Il team pensa che quando due galassie si sono scontrate, anche i buchi neri supermassicci al centro di ogni galassia si sono scontrati. I due buchi neri si sono poi uniti per formare un unico buco nero che si è riavvolto dalle onde gravitazionali prodotte dalla collisione, il che ha dato al buco nero appena fuso un calcio sufficientemente grande da consentire alla sua fuga dalla galassia.
"È difficile credere che un buco nero supermassiccio che pesa milioni di volte la massa del Sole possa essere spostato, per non parlare espulso da una galassia a grande velocità", ha detto Francesca Civano del Centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian (CfA ), che ha guidato il nuovo studio. "Ma questi nuovi dati supportano l'idea che le onde gravitazionali - increspature nel tessuto dello spazio previste per la prima volta da Albert Einstein ma mai rilevate direttamente - possono esercitare una forza estremamente potente."
Quasi un secolo fa, Albert Einstein formulò l'insieme moderno di equazioni - relatività generale - che sono usate per descrivere la gravità.
"Le equazioni di Einstein sono così complicate che siamo riusciti a risolverle accuratamente solo pochi anni fa per un sistema relativamente semplice di due buchi neri in un'orbita limitata", ha affermato il coautore Avi Loeb del Centro di astrofisica di Harvard. “Un tale sistema si forma naturalmente a seguito di una fusione tra due galassie, ognuna delle quali ospita un singolo buco nero al centro. La soluzione esatta alle equazioni di Einstein, ottenuta con sofisticati algoritmi informatici, mostra che i due buchi neri si fondono in un unico buco nero che viene calciato in una direzione preferita come un razzo a causa dell'emissione direzionale delle onde gravitazionali che fungono da sostanza che fuoriesce dallo scarico del razzo. "
Se il CID-42 è stato effettivamente prodotto da questo meccanismo, fornisce la prima validazione osservativa delle equazioni di Einstein nel regime inesplorato della gravità dinamica dinamica, che è responsabile dei calci d'onda gravitazionali.
Ulteriori dati provenienti da Magellan e Very Large Telescopes terrestri in Cile hanno fornito uno spettro che ha suggerito che le due fonti in CID-42 si stanno allontanando ad una velocità di almeno 5 milioni di chilometri all'ora (3 milioni di miglia all'ora).
Ci sono altre due possibili spiegazioni per ciò che sta accadendo nel CID-42. Uno comporterebbe un incontro tra tre buchi neri supermassicci, con conseguente espulsione del più leggero. Un'altra idea è che CID-42 contenga due buchi neri supermassicci che si muovono a spirale l'uno verso l'altro, anziché uno che si allontana rapidamente.
Entrambe queste spiegazioni alternative richiederebbero che almeno uno dei buchi neri supermassicci fosse molto oscurato, poiché si osserva solo una sorgente di raggi X luminosa. Quindi i dati di Chandra supportano l'idea di un buco nero che si riavvolge a causa delle onde gravitazionali.
Questi risultati appariranno nel numero del 10 giugno di The Astrophysical Journal.
Leggi i documenti del team:
Chandra Osservazioni ad alta risoluzione di CID-42, un candidato che si sta sbriciolando SMBH
Vincoli sulla natura del CID-42: calcio di rinculo o coppia di buchi neri supermassicci?
Fonte: NASA, Chandra
