TREDICI MILIARDI DI ANNI FRA FUSIONI E ACCRESCIMENTI

L’Artusi dei buchi neri

Su The Astrophysical Journal un modello per interpretare la “dieta” dei buchi neri sparsi nell’universo, fra qui e 13 miliardi di anni fa. Firmano lo studio l’italiano Fabio Pacucci e un collega del Center for Astrophysics della Harvard e Smithsonian, Black Hole Initiative. Come tutti i modelli, servirà da linea guida per interpretare le osservazioni future

     04/06/2020
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Crediti: Melissa Weiss, Amy Oliver, Fabio Pacucci.

Potete figurarvelo come il nuovo Artusi. Quello che tutti nominano ma che pochi conoscono, La scienza in cucina e l’arte di mangiar bene. Avete presente? Dico il manuale datato 1891 e tradotto in inglese, olandese, portoghese, spagnolo, tedesco e francese. L’opera che ha reso celebre in tutto il mondo Pellegrino Artusi da Forlimpopoli. Il vangelo della cucina italiana.

Ecco, figuratevelo così il nuovo modello previsionale sviluppato da Fabio Pacucci e un collega di Harvard: un Artusi dei buchi neri. Anche qui si mangia, dopotutto (e parecchio). Un modello valido da “qui” a 13 miliardi di anni fa e in grado di prevedere la crescita dei buchi neri disseminati nell’universo, fra dinamiche di accrescimento e fusioni. Su The Astrophysical Journal i risultati dello studio del Center for Astrophysics della Harvard e Smithsonian e della Black Hole Initiative

Lo studio suggerisce che il “comportamento” di un buco nero in crescita dipenda dalla sua massa, ma vari nel tempo: nell’universo vicino ‒ e dunque recente ‒ i buchi neri più piccoli crescono per accrescimento, mentre i buchi neri molto grandi crescono attraverso fusioni con altri buchi neri. Nell’universo molto lontano ‒ il giovane universo ‒ al contrario i buchi neri più piccoli crescono attraverso fusioni, mentre i buchi neri più grandi per accrescimento.

I buchi neri crescono seguendo due “menu” distinti: alcuni accumulano massa dallo spazio che li circonda, altri si fondono con i loro “fratelli” formando buchi neri sempre più grandi. Il modello è valido dall’universo locale fino a redshift 10, che tradotto per i non addetti ai lavori significa dai giorni nostri a circa 13 miliardi di anni fa.

Nell’universo vicino i buchi neri più piccoli crescono per accrescimento, mentre i buchi neri molto grandi crescono attraverso fusioni con altri buchi neri. Nel giovane universo avveniva l’esatto contrario. Crediti: Center for Astrophysics / Harvard & Smithsonian

I fisici sono propensi a credere che i primi buchi neri abbiano iniziato a formarsi con la prima popolazione di stelle, oltre 13,5 miliardi di anni fa. Da questi primi “semi” ha avuto origine la vasta popolazione di buchi neri che oggi gli scienziati vanno trovando nell’universo. Oggi ai ricercatori non mancano gli strumenti per tentare di individuarli e con le onde gravitazionali le cose vanno anche meglio.

Conoscere i buchi neri e conoscere il loro “processo” di crescita potrebbe aiutare i ricercatori a comprendere meglio i meccanismi di evoluzione delle galassie. «Siamo portati a credere che ogni galassia ospiti un enorme buco nero al suo centro. È il buco nero a regolare i processi di formazione stellare», spiega Pacucci. «Comprendere come i buchi neri si formino, crescano, co-evolvano con le galassie è fondamentale alla nostra comprensione dell’universo».

Di più e meglio si saprà grazie agli osservatori di nuova generazione, come Lynx, Athena, Axis o Lisa. 

«Messo alla prova con i dati dei buchi neri vicini che abbiamo a disposizione, il nuovo modello ha dato risultati incoraggianti», continua Pacucci. «Con il nostro lavoro abbiamo anzitutto voluto fornire alla comunità scientifica una solida teoria che possa fungere da strumento per interpretare le osservazioni future. E una linea guida per valutare le strategie di osservazione dei nuovi telescopi».

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