TEORIA SUGLI AGN DA RIVEDERE?

La materia oscura che nasconde i buchi neri

I dati raccolti dal Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) della NASA provano l'esistenza di una incongruenza nella teoria dei nuclei galattici attivi. Un’indagine su oltre 170.000 buchi neri supermassicci ha costretto gli astronomi a riesaminare il modello teorico che descrive le proprietà osservative di questi oggetti celesti

Questa infografica spiega la teoria sui buchi neri supermassicci: basandosi sui dati del Wide-field Infrared Survey Explorer, WISE, della NASA è stato smentito il modello precedente. Crediti: NASA/JPL-Caltech/NOAO/AURA/NSF/ESO

Questa infografica spiega la teoria sui buchi neri supermassicci: basandosi sui dati del Wide-field Infrared Survey Explorer, WISE, della NASA è stato messo in discussione il modello unificato. Crediti: NASA/JPL-Caltech/NOAO/AURA/NSF/ESO

Osservando più di 170mila buchi neri supermassicci attivi con le ottiche del Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) della NASA, un gruppo di ricercatori mette in discussione una vecchia teoria su questi oggetti, tra i più studiati dagli scienziati. Ogni galassia ha un enorme buco nero al suo centro. Il nuovo studio si concentra su quelli “alimentati”, i nuclei galattici attivi (AGN). Questi buchi neri sono estremamente voraci e si “nutrono” del materiale ad essi circostante, in gran parte gas.

I ricercatori hanno esaminato una teoria sviluppata negli anni ’70 creata per spiegare il loro modo di apparire sempre differente nonostante una similitudine naturale. Cosa aveva intrigato gli studiosi 40 anni fa? Alcuni buchi neri sembrano essere avvolti da uno spesso strato di polvere molto scura, mentre altri sono esposti e facili da vedere. Per anni gli scienziati sono sempre stati d’accordo nel pensare che ogni buco nero è circondato da una sorta di ciambella, una struttura chiamata in gergo tecnico “toro”. A seconda di come sono orientati, i buchi neri possono apparire più o meno luminosi. E’ questo, in sintesi, il concetto che sta ala base del modello unificato degli AGN.

Cosa cambia con i nuovi risultati di WISE? I ricercatori avrebbero adesso smentito in parte la teoria, trovando la prova che non è solo la posizione della struttura a ciambella a favorirne la visibilità ai nostri strumenti. “La nostra ricerca ha rivelato una nuova caratteristica dei buchi neri attivi che non abbiamo mai individuato prima, ma i dettagli rimangono un mistero”, ha detto Lin Yan dell’Infrared Processing and Analysis Center (IPAC) della NASA, con sede presso il California Institute of Technology di Pasadena. “Speriamo che il nostro lavoro possa ispirare futuri studi per comprendere meglio questi affascinanti oggetti”. Yan è il secondo autore di uno studio che è stato accettato per la pubblicazione su Astrphysical Journal. Il primo autore è Emilio Donoso.

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I buchi neri supermassicci attivi nel cuore delle galassie sono di due categorie: quelli nascosti dalla polvere e quelli esposti. Crediti: NASA / JPL-Caltech

Gli scienziati hanno raccolto i dati con WISE  e hanno poi misurato i gruppi di galassie contenenti buchi neri sia nascosti che esposti e  il modo in cui gli oggetti si raggruppano nel cielo.
Se il modello unificato fosse vero ed i buchi neri nascosti fossero davvero semplicemente bloccati alla vista dalle ciambelle nella configurazione “di taglio”, i ricercatori si aspetterebbero che si raggruppino nello stesso modo di quelli esposti. Secondo la teoria, poiché le strutture a ciambella avrebbero orientamenti casuali, i buchi neri dei due tipi dovrebbero essere distribuiti in modo casuale. WISE, però, ha trovato qualcosa di totalmente inaspettato: le galassie con buchi neri nascosti sono più raggruppate rispetto a quelle i cui buchi neri sono esposti. Se questi risultati saranno confermati, gli scienziati dovranno adeguare il modello unificato e trovare nuovi modi per spiegare perché alcuni buchi neri appaiono nascosti.

Un modo per comprendere i nuovi risultati di WISE è quello di inserire nei parametri la materia oscura, cioè la sostanza invisibile che domina la materia dell’universo per ben l’80%. Proprio perché il telescopio ha scoperto che i buchi neri oscurati sono quelli presenti nelle galassie più raggruppate, i ricercatori sostengono che quei buchi neri supermassicci nascosti risiedano nelle galassie che possiedono grandi aloni di materia oscura (rappresentati in questa immagine in viola). Ogni galassia si trova nel centro di un alone di materia oscura e i più grandi hanno una maggior forza di gravità e, quindi, attirano più efficientemente altre galassie verso di loro.