I BUCHI NERI PIU’ ELUSIVI

Come nasce un peso medio

Tra i buchi neri, quelli di dimensioni intermedie sono i più difficili da individuare e da spiegare. Una simulazione al computer prova a spiegare come si formano: dai nuclei galattici attivi, e non dagli ammassi stellari come gli altri.

Un modello informatico, elaborato da un gruppo di ricercatori statunitensi, mostra come possano fermarsi i buchi neri di media dimensione, cosa che finora gli astronomi fanno fatica a spiegare. La ricerca spiega come questi oggetti, con masse comprese tra qualche centinaio e qualche migliaio di masse solari, crescano nei dischi di gas intorno ai buchi neri supermassicci al centro delle galassie. Il meccanismo fisico è simile a quello dei modelli che descrivono la crescita dei pianeti giganti come Giove e Saturno nei dischi di gas che circondano le stelle.

“Sappiamo di piccoli buchi neri, che tendono ad essere vicino a noi ed hanno masse 10 volte quella del nostro Sole. E sappiamo di buchi neri supermassicci con una massa che va da milioni a miliardi di volte quella del sole “, ha detto il coautore Saavik Ford, ricercatore associato del Dipartimento del Museo di Astrofisica di New York e professore della City University of New York (CUNY). “Ma i buchi neri di massa intermedia sono molto più difficili da trovare.”

Questi oggetti nascono con la morte di una stella e crescono scontrandosi con altre stelle vive e morte, di cui consumano la materia. Diversamente dai precedenti modelli, questo studio si concentra sui nuclei galattici attivi, e non sugli ammassi stellari, come “terreno di coltura” dei buchi neri. Nei nuclei galattici attivi c’è molto gas, che rallenta il movimento delle stelle e rende più probabili le collisioni del buco nero appena formato con esse.

“In un ammasso di stelle dove gli oggetti si muovono molto velocemente e in cui non c’è gas, diminuisce notevolmente la possibilità di una collisione”, spiega Barry McKernan, ricercatore associato del Dipartimento del Museo di Astrofisica di New York e professore del CUNY. “Si può pensare alle stelle come a delle automobili che viaggiano a 10 corsie,” ha detto McKernan. “Se non ci fosse gas, le auto andrebbero a velocità molto diverse e soprattutto rimarrebbero nelle loro corsie, rendendo minori le probabilità di collisione. Quando si aggiunge gas, le auto acquistano velocità, si spostano in altre corsie e ciò aumenta la possibilità di scontrarsi”.

Le collisioni risultanti permettono ad un buco nero di inghiottire le stelle e di crescere. Le dimensioni e la spinta gravitazionale di questo oggetto aumentano in corrispondenza della sua massa, incrementando la possibilità di collisioni successive. Questo fenomeno, chiamato “la crescita galoppante”, può portare alla creazione di un buco nero di massa intermedia.

Nel processo di crescita, i buchi neri iniziano ad alterare il disco di gas dove, come i ricercatori hanno dimostrato, possono creare un vuoto. Questo vuoto sarebbe una sorta di firma che potrebbe facilitare la ricerca di buchi neri di massa intermedia.

La ricerca è pubblica su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.