Un buco nero vorticoso che si nasconde all’interno delle caratteristiche dei buchi neri che si sono fusi per crearlo.
Gli astronomi ritengono che al centro della maggior parte delle galassie, se non di tutte, si trovi un titanico buco nero con una massa pari a milioni o addirittura miliardi di volte quella del nostro sole. Questi buchi neri supermassicci non possono essere creati direttamente dal collasso di una stella massiccia, come avviene per i buchi neri di massa stellare con masse decine di volte superiori a quella del sole, poiché nessuna stella è abbastanza grande da far nascere un oggetto così grande.
Ciò significa che devono esistere dei processi che permettono ai buchi neri di crescere fino a raggiungere masse così enormi. Sebbene il consumo di gas e polvere e persino di stelle intorno ai buchi neri possa facilitare questa crescita, una via più rapida per accumulare massa è una catena di fusioni di buchi neri sempre più grandi.
Un articolo pubblicato su Astroparticle Physics da Imre Bartos e Oscar Barrera, del Dipartimento di Fisica dell’Università della Florida, spiega come alcuni buchi neri “figli” creati in queste fusioni potrebbero contenere informazioni sui buchi neri “genitori” che si sono scontrati per crearli.
“Abbiamo scoperto che i buchi neri nati dalla collisione di altri buchi neri portano con sé informazioni sulle proprietà dei loro antenati, tra cui lo spin di questi ultimi e la loro massa“, spiega Bartos. “Il nuovo obiettivo chiave della nostra ricerca è la ricostruzione degli spin dei buchi neri ancestrali, sulla base del lavoro precedente che si concentrava sulle masse degli antenati”.
I buchi neri hanno pochissime caratteristiche che possono essere utilizzate per differenziarli, possedendo solo variazioni di massa, momento angolare, o “spin”, e carica elettrica. Il fisico teorico John Wheeler dell’Università di Princeton, negli Stati Uniti, lo ha descritto dicendo che “i buchi neri non hanno capelli”. Bartos aggiunge che, anche a fronte di queste poche caratteristiche e del “teorema dell’assenza di capelli”, è comunque possibile utilizzare lo spin di un buco nero per svelare dettagli sulla sua origine.
“Per esempio, i buchi neri che si nutrono del gas circostante, o le precedenti collisioni di buchi neri ‘genitori’, potrebbero avere uno spin elevato, mentre alla nascita, attraverso la morte e il collasso delle stelle, i buchi neri hanno spesso uno spin basso“, continua Bartos.
Per condurre il loro studio, Bartos e Barrera hanno utilizzato una tecnica matematica chiamata inferenza bayesiana, prendendo come input le proprietà misurate dei buchi neri e la loro aspettativa preventiva e producendo distribuzioni dedotte delle proprietà ancestrali dei buchi neri. La ricerca giunge al momento opportuno, poiché i fisici stanno utilizzando minuscole increspature dello spaziotempo, chiamate onde gravitazionali, per saperne di più sulle collisioni e fusioni di buchi neri.
“Le recenti osservazioni di fusioni di buchi neri suggeriscono la possibilità che le catene di montaggio dei buchi neri – luoghi in cui più buchi neri si fondono consecutivamente, formando così buchi neri sempre più pesanti – siano comuni nell’universo.
“Questo ci porta a chiederci come possiamo recuperare le proprietà dei buchi neri ancestrali dalle misure della nuova generazione“, spiega Bartos. “Sono affascinato dalla detective story di scoprire cosa è successo a questi buchi neri nel passato e di trovarvi le impronte digitali delle generazioni precedenti”.
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