Nel profondo del cuore della nostra galassia si nasconde un buco nero. O è? Mentre ora tutto potrebbe essere tranquillo sul fronte occidentale, ci possono essere prove che il nostro centro galattico un tempo era sede di un'attività piuttosto impressionante - attività che potrebbe aver incluso eventi multipli di collisione e fusioni di buchi neri mentre si riempiva di galassie satellitari. Grazie alle nuove intuizioni di una coppia di assistenti professori, Kelly Holley-Bockelmann presso Vanderbilt e Tamara Bogdanovic presso il Georgia Institute of Technology, abbiamo più prove che indicano il passato incredibilmente attivo della Via Lattea.
"Tamara e io avevamo appena partecipato a una conferenza di astronomia ad Aspen, in Colorado, dove sono state annunciate molte di queste nuove osservazioni", ha dichiarato Holley-Bockelmann. “Era gennaio 2010 e una tempesta di neve aveva chiuso l'aeroporto. Abbiamo deciso di noleggiare un'auto per guidare a Denver. Mentre attraversavamo la tempesta, abbiamo raccolto gli indizi della conferenza e ci siamo resi conto che un singolo evento catastrofico - la collisione tra due buchi neri circa 10 milioni di anni fa - poteva spiegare tutte le nuove prove. "
Ora, immagina un cielo notturno illuminato da un'enorme nebulosa, che copre metà della sfera celeste. Questo non è un sogno, è una realtà. Questi enormi lobi di radiazione ad alta energia sono noti come bolle di Fermi e coprono una regione di circa 30.000 anni luce su entrambi i lati del nucleo della Via Lattea. Sebbene non possiamo osservarli direttamente alla luce visibile, queste particelle si muovono a circa 186.000 miglia al secondo e brillano nelle lunghezze d'onda dei raggi X e dei raggi gamma.
Secondo Fulai Guo e William G. Mathews dell'Università della California a Santa Cruz: “Le bolle di Fermi forniscono prove plausibili di una recente potente attività del jet AGN nella nostra Galassia, fornendo nuove intuizioni sull'origine della popolazione di halo CR e sul canale attraverso i quali enormi buchi neri nelle galassie del disco rilasciano energia di feedback durante la loro crescita. "
Tuttavia, il nostro centro galattico ospita ben più di alcune incredibili bolle: è la posizione di tre dei più grandi ammassi di giovani stelle nel regno della Via Lattea. Conosciuti come i gruppi Centrale, Arches e Quintuplet, ogni raggruppamento ospita diverse centinaia di giovani stelle calde che nano il Sole. Vivranno vite brevi, luminose e violente ... che si esauriranno in pochi milioni di anni. Poiché vivono veloci e muoiono giovani, queste stelle a grappolo devono essersi formate negli ultimi anni durante un'eruzione della formazione stellare vicino al centro galattico - un altro indizio di questo enigma cosmico.
“A causa della loro massa elevata e apparente FMI estremamente pesante, i cluster del Centro Galattico contengono alcune delle stelle più massicce della Galassia. Questo è importante, poiché le stelle massicce sono ingredienti chiave e sonde di fenomeni astrofisici su tutte le dimensioni e le scale di distanza, dai singoli siti di formazione stellare, come Orione, al primo Universo durante l'era della reionizzazione quando nacquero le prime stelle. Come ingredienti, controllano l'evoluzione dinamica e chimica dei loro ambienti locali e delle singole galassie attraverso la loro influenza sull'energetica e sulla composizione del mezzo interstellare. " dice Donald F. Figer. “Probabilmente svolgono un ruolo importante nella prima evoluzione delle prime galassie, e ci sono prove che sono i progenitori delle esplosioni più energiche dell'Universo, viste come esplosioni di raggi gamma. Come sonde, definiscono i limiti superiori del processo di formazione stellare e la loro presenza probabilmente termina l'ulteriore formazione di stelle di massa inferiori vicine. Sono anche importanti prodotti di output di fusioni galattiche, galassie stellari e nuclei galattici attivi. "
Per approfondire il mistero, dai un'occhiata più da vicino al nostro buco nero centrale. Ha un diametro di circa 40 secondi luce e pesa circa quattro milioni di masse solari. Secondo ciò che sappiamo, questo dovrebbe produrre maree gravitazionali intense - quelle che dovrebbero succhiare l'ambiente circostante. Com'è possibile che gli astronomi abbiano scoperto gruppi di nuove stelle luminose più vicine di 3 anni luce dall'orizzonte degli eventi? Certo, potrebbero essere sulla buona strada per l'oblio, ma i dati mostrano che queste stelle sembrano essersi formate lì. È una vera impresa considerando che richiederebbe una nuvola molecolare 10.000 volte più densa di quella situata nel nostro centro galattico! Non dovrebbero esserci anche vecchie stelle anche lì? La risposta è sì, ci dovrebbe essere ... ma ci sono molto meno di ciò che possiamo osservare e ciò che prevedono i modelli teorici attuali.
Holley-Bockelmann non aveva intenzione di far riposare il problema. Quando tornò a casa, chiese l'aiuto dello studente laureato di Vanderbilt Meagan Lang per aiutare a risolvere l'enigma. Quindi hanno reclutato Pau Amaro-Seoane dal Max Planck Institute for Gravitational Physics in Germania, Alberto Sesana dall'Institut de Ciències de l'Espai in Spagna e Manodeep Sinha, Assistente alla ricerca di Vanderbilt. Con così tante menti brillanti per aiutare a risolvere questo indovinello, arrivarono presto a una spiegazione plausibile, che combacia con le osservazioni e consente previsioni verificabili.
Secondo la loro teoria, una galassia satellitare della Via Lattea ha iniziato a migrare verso il nostro nucleo. Mentre si fondeva con la nostra galassia, la sua massa fu strappata via, lasciando solo il suo buco nero e una piccola collezione di stelle legate alla gravità. Dopo diversi milioni di anni, questo "residuo" alla fine raggiunse il centro galattico e i buchi neri iniziarono a fondersi. Mentre il buco nero più piccolo ruotava attorno al più grande, solcava enormi solchi di gas e polvere, spingendolo nel buco nero più grande e creando le bolle di Fermi. Le forze gravitazionali duellanti non erano delicate ... queste intense maree erano abbastanza in grado di comprimere le nuvole molecolari che circondano il nucleo nella densità richiesta per produrre stelle giovani e fresche. Forse le stelle molto giovani che ora osserviamo nel centro galattico?
Tuttavia, c'è di più nell'immagine di quanto sembri. La stessa aratura del tappeto erboso cosmico avrebbe anche spinto fuori le stelle più vecchie esistenti dalla vicinanza del massiccio buco nero centrale. È una scena che si adatta ai modelli attuali in cui una fusione di un buco nero si lancia nella galassia a iper-velocità ... una scena che si adatta all'osservazione di una mancanza di vecchie stelle ai confini del nostro buco nero supermassiccio.
"L'attrazione gravitazionale del buco nero della galassia satellitare avrebbe potuto scolpire quasi 1.000 stelle dal centro galattico", ha detto Bogdanovic. "Quelle stelle dovrebbero ancora correre nello spazio, a circa 10.000 anni luce di distanza dalle loro orbite originali."
Qualcuno di questi può essere provato? La risposta è si. Grazie a sondaggi su larga scala come Sloan Digital Sky Survey, dovremmo essere in grado di individuare le stelle che si muovono a una velocità superiore rispetto a quelle che non sono state sottoposte a un'interazione simile. Se astronomi come Holley-Bockelmann e Bogdanovic osservano le prove concrete, è probabile che scoprano un numero credibile di stelle ad alta velocità che confermeranno il loro modello di fusione della Via Lattea.
O stanno solo soffiando bolle?
