Gli astronomi scoprono un buco nero stranamente massiccio nella galassia satellite della Via Lattea Leo I


Gli astronomi dell’Osservatorio McDonald hanno scoperto che Leo I (nel riquadro), una piccola galassia satellite della Via Lattea (immagine principale), ha un buco nero quasi altrettanto massiccio di quello della Via Lattea. Leo I è 30 volte più piccolo della Via Lattea. Il risultato potrebbe segnalare dei cambiamenti nella comprensione dell’evoluzione delle galassie da parte degli astronomi.

Un team di astronomi della University of Texas, a Austin (Usa), ha scoperto un buco nero stranamente massiccio nel nucleo della galassia nana Leo I, un satellite della Via Lattea: ben 3.3 milioni di masse solari – valore difficile da spiegare per il buco nero di una galassia trenta volte più piccola della nostra.


Gli astronomi dell’Osservatorio McDonald dell’Università del Texas ad Austin hanno scoperto un buco nero insolitamente massiccio nel cuore di una delle galassie nane satellite della Via Lattea, chiamata Leo I. Massiccio quasi quanto il buco nero nella nostra galassia, la scoperta potrebbe ridefinire la nostra comprensione di come tutte le galassie, i mattoni dell’universo, si evolvono.

Il lavoro è pubblicato in un recente numero di The Astrophysical Journal.

Il team ha deciso di studiare Leo I a causa della sua peculiarità. A differenza della maggior parte delle galassie nane che orbitano intorno alla Via Lattea, Leo I non contiene molta materia oscura. I ricercatori hanno misurato il profilo della materia oscura di Leo I – cioè come la densità della materia oscura cambia dai bordi esterni della galassia fino al suo centro. Hanno fatto questo misurando la sua attrazione gravitazionale sulle stelle: Più velocemente le stelle si muovono, più materia è racchiusa nelle loro orbite. In particolare, il team voleva sapere se la densità della materia oscura aumenta verso il centro della galassia. Volevano anche sapere se la loro misurazione del profilo corrispondesse a quelle precedenti fatte usando i dati dei vecchi telescopi combinati con modelli al computer.

Guidato dal dottorando della UT Austin María José Bustamante, il team include gli astronomi della UT Eva Noyola, Karl Gebhardt e Greg Zeimann, così come i colleghi del Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) della Germania.

Per le loro osservazioni, hanno usato uno strumento unico chiamato VIRUS-W sul telescopio Harlan J. Smith da 2,7 metri del McDonald Observatory.

Quando il team ha alimentato i loro dati migliorati e modelli sofisticati in un supercomputer al Texas Advanced Computing Center della UT Austin, hanno ottenuto un risultato sorprendente.

I modelli indicano che c’è bisogno di un buco nero al centro; non c’è bisogno di molta materia oscura“, ha detto Gebhardt. “Abbiamo una galassia molto piccola che sta cadendo nella Via Lattea, e il suo buco nero ha la stessa massa di quello della Via Lattea. Il rapporto di massa è assolutamente enorme. La Via Lattea è dominante; il buco nero di Leo I è quasi paragonabile“. Il risultato è senza precedenti.

I ricercatori hanno detto che il risultato è diverso dagli studi passati di Leo I grazie a una combinazione di dati migliori e di simulazioni al supercomputer. La regione densa centrale della galassia era per lo più inesplorata negli studi precedenti, che si concentravano sulle velocità delle singole stelle. Lo studio attuale ha mostrato che per quelle poche velocità che erano state prese in passato, c’era una distorsione verso le basse velocità. Questo, a sua volta, ha diminuito la quantità dedotta di materia racchiusa nelle loro orbite.

I nuovi dati sono concentrati nella regione centrale e non sono influenzati da questa distorsione. La quantità di materia dedotta racchiusa nelle orbite delle stelle è salita alle stelle!

La scoperta potrebbe scuotere la comprensione degli astronomi sull’evoluzione delle galassie, poiché “non c’è spiegazione per questo tipo di buco nero nelle galassie sferoidali nane“, ha detto Bustamante.

Il risultato è tanto più importante in quanto gli astronomi hanno usato galassie come Leo I, chiamate “galassie sferoidali nane”, per 20 anni per capire come la materia oscura è distribuita all’interno delle galassie, ha aggiunto Gebhardt. Questo nuovo tipo di fusione di buchi neri dà anche agli osservatori di onde gravitazionali un nuovo segnale da cercare.

Se la massa del buco nero di Leo I è alta, questo potrebbe spiegare come i buchi neri crescono nelle galassie massicce“, ha detto Gebhardt. Questo perché nel tempo, quando piccole galassie come Leo I cadono in galassie più grandi, il buco nero della galassia più piccola si fonde con quello della galassia più grande, aumentando la sua massa.

Costruito da un team del MPE in Germania, VIRUS-W è l’unico strumento al mondo che può fare questo tipo di studio del profilo della materia oscura. Noyola ha sottolineato che molte galassie nane dell’emisfero meridionale sono buoni obiettivi per questo tipo di studio, ma nessun telescopio dell’emisfero meridionale è attrezzato per questo. Tuttavia, il Giant Magellan Telescope (GMT) ora in costruzione in Cile è stato, in parte, progettato per questo tipo di lavoro.

Fonte