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Un freddo diluvio intergalattico per nutrire un buco nero


Un’equipe internazionale di astronomi ha assistito, usando il telescopio ALMA, a un evento di meteorologia galattica mai visto prima – un pioggia cosmica prodotta da un gruppo di imponenti nubi di gas intergalattico che cade su un buco nero supermassiccio al centro di un’enorme galassia a un miliardo di anni luce dalla Terra. I risultati saranno pubblicati dalla rivista Nature il 9 giugno 2016.


Le nuove osservazioni con ALMA rappresentano la prima prova diretta che nubi dense e fredde possono condensare dal gas intergalattico caldo e lanciarsi nel cuore di una galassia per alimentare il suo buco nero super massiccio. L’evento rivoluziona la nostra idea di come si alimentano i buchi neri, per mezzo del processo noto come accrescimento.

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Il bollettino meteorologico, illustrato con questa rappresentazione artistica, prevede nubi di condensazione di gas molecolare freddo, intorno alla Galassia più brillante dell’Ammasso Abell 2597. Le nubi si condensano dal gas caldo e ionizzato che riempie lo spazio tra le galassie dell’ammasso.

Precedentemente gli astronomi credevano che, nelle galassie più grandi, i buchi neri supermassicci si alimentassero con una dieta lenta e continua di gas caldo ionizzato proveniente dall’alone della galassia. Le nuove osservazioni con ALMA mostrano che, quando le condizioni meteorologiche del mezzo intergalattico sono opportune, i buchi neri possono anche rimpinzarsi con una pioggia caotica e grumosa di nubi giganti di gas molecolare molto freddo.

“Anche se è stata una previsione teorica importante negli ultimi anni, questa è una delle prime prove osservative inequivocabili di una pioggia fredda e caotica che alimenta un buco nero super massiccio”, ha commentato Grant Tremblay, astronomo dell’Università di Yale in New Haven, Connecticut, USA, che è stato anche fellow dell’ESO ed è il primo autore di questo nuovo articolo. “È esaltante pensare che potremmo veramente assistere a questo temporale galattico che alimenta un buco nero di massa pari a 300 milioni di volte quella della Sole.”

Tremblay e il suo gruppo hanno usato ALMA per scrutare nella profondità di un ammasso di galassie particolarmente luminoso, formato da circa 50 galassie, noto come Abell 2597. Al centro siede una galassia ellittica, descrittivamente definita la Galassia più brillante dell’Ammasso Abell 2597. Un’atmosfera diffusa di gas caldo ionizzato, osservata in passato con l’Osservatorio per Raggi X Chandra della NASA, riempie lo spazio tra queste galassie.

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Nel cuore della Galassia più brillante dell’Ammasso Abell 2597, alcuni astronomi hanno visto un piccolo gruppo di nubi gigantesche di gas che si precipitano verso il buco nero centrale della galassia.

“Questo gas molto, molto caldo può raffreddarsi rapidamente, condensare e precipitare in modo molto simile a come l’aria umida e calda dell’atmosfera terrestre può produrre nuvole di pioggia e precipitazioni”, commenta Tremblay. “Le nubi appena condensate poi producono pioggia che cade sulla galassia, favorendo la formazione stellare e alimentando il buco nero super massiccio”.

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L’immagine di sfondo (in blu) è del telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA. L’immagine di primo piano (in rosso) sono i dati di ALMA che rappresentano la distribuzione del monossido di carbonio gassoso all’interno e intorno alla galassia.

Vicino al centro della galassia i ricercatori hanno scoperto proprio questo scenario: tre grumi massicci di gas freddo si stanno dirigendo verso il buco nero super massiccio nel centro della galassia a tutta velocità, a circa un milione di chilometri all’ora. Ogni nube contiene tanta materia quanto un milione di Soli e misura circa dieci anni luce di diametro.

Di solito un oggetto di quelle dimensioni sarebbe difficile da distinguere a tali distanze cosmiche, anche con la risoluzione incredibile di ALMA. Sono state individuate infatti grazie all’ombra cosmica lunga miliardi di anni luce che proiettano verso laTerra.

*(Le ombre si formano quando le nubi di gas opaco che cadono verso il centro della galassia bloccano parte del fondo brillante a lunghezze d’onda millimetriche emesso dagli elettroni che spiraleggiano lungo le linee di campo magnetico molto vicino al buco nero supermassiccio centrale).

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Ulteriori dati dal VLBA (Very Long Baseline Array) dell’NSF (National Science Foundation) indicano che le nubi di gas osservate da ALMA si trovano a soli circa 300 anni luce dal buco nero centrale, praticamente quasi in bocca al gigante, in termini astronomici.

Mentre ALMA è stata in grado di rivelare tre nubi di gas freddo vicino al buco nero, gli astronomi pensano che ce ne siano migliaia di simili nei dintorni, preparando il buco nero a un vero diluvio che potrebbe alimentare la propria attività per un lungo periodo di tempo.

Gli astronomi ora vogliono usare ALMA per cercare questi “temporali” in altre galassie, al fine di determinare se questo clima cosmico e’ diffuso, come alcune delle teorie correnti suggeriscono.

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