Utilizzando i dati d’archivio del telescopio Gemini North, un team di astronomi ha recentemente misurato il peso di una coppia di buchi neri supermassicci. Con grande sorpresa è risultata essere la più pesante mai trovata.
Nello spazio, la fusione di due buchi neri supermassicci è un fenomeno di cui si era a conoscenza da tempo, ma che non è mai stato osservato. Il fenomeno è decisamente poco probabile e questa coppia massiccia fornisce indizi sul motivo.
Quasi ogni galassia massiccia ospita un buco nero supermassiccio al proprio centro e quando due galassie si fondono, i loro buchi neri centrali possono formare una coppia binaria (sempre che vadano d’accordo, s’intende).
Sebbene si ipotizzi che questi sistemi binari siano destinati a fondersi, in realtà, il fenomeno non ha fondamento osservativo ma solo teorico. Come è stato dimostrato da un recente lavoro che ha analizzato una coppia binaria di buchi neri supermassicci situata all’interno della galassia ellittica B2 0402 379.
Il fatto importante di tutta questa ricerca è che questa è l’unica coppia di buchi neri supermassicci mai risolta in modo sufficientemente dettagliato per vederli entrambi separatamente. Oltretutto, detiene il record per la più minor separazione mai misurata fra oggetti dl genere: “appena” 24 anni luce.
Questa stretta separazione sembrerebbe foriera di una potente fusione, sebbene ulteriori studi abbiano rivelato che la coppia ha mantenuto la stessa distanza per oltre tre miliardi di anni. A questo punto la domanda nasce spontanea: come è possibile?
Il gruppo di ricerca ha tentato di dargli una risposta usando i dati d’archivio del Gemini Multi-Object Spectrograph di Gemini North, determinando la velocità delle stelle in prossimità dei buchi neri e di dedurre indirettamente la massa di questi mostri oscuri.
Si stima che la massa del sistema binario sia ben 28 miliardi di volte quella del Sole, il che rende la coppia la più pesante mai misurata. Questa misurazione non solo fornisce indizi preziosi sulla formazione del sistema binario e alla storia della galassia che lo ospita, ma supporta anche la teoria secondo cui la massa di un buco nero binario supermassiccio svolge un ruolo chiave nello stallo di una potenziale fusione.
Capire se e quando questo sistema si fonderà permetterà di squarciare il velo che ancora ricopre questi oggetti. La coppia potrebbe essersi formata attraverso molteplici fusioni di galassie. B2 0402 379 è un “ammasso fossile”, perché è il risultato della fusione di stelle e gas di un intero ammasso di galassie e anche la grande massa dei due buchi neri suggerisce che siano anch’essi il risultato di fusioni di buchi neri più piccoli provenienti da più galassie.
Quando due galassie si compenetrano, i buchi neri supermassicci non si scontrano frontalmente, ma iniziano a danzare generando un’orbita propria. E ad ogni passaggio effettuato, l’energia viene trasferita dai buchi neri alle stelle circostanti. Man mano che essi perdono energia, la coppia si avvicina sempre di più, fino a quando non si trovano a pochi anni luce di distanza, dove la radiazione gravitazionale prende il sopravvento e si fondono.
Il questo caso particolare, hanno espulso quasi tutta la materia nelle loro vicinanze, lasciando il nucleo della galassia spoglio di stelle e gas. E senza più materiale disponibile per rallentare ulteriormente l’orbita della coppia, la loro fusione si è bloccata nelle sue fasi finali.
Una cosa è probabile: se si fondessero, le onde gravitazionali risultanti sarebbero cento milioni di volte più potenti di quelle prodotte dalle fusioni di buchi neri di massa stellare.
