Un team di ricerca guidato dall’Università di Tohoku, in Giappone, ha scoperto che i venti generati dai buchi neri supermassicci al centro delle galassie sono cento volte più potenti di quanto si pensasse e trasportano energia a distanze di circa 300mila anni luce. Lo studio, pubblicato due settimane fa sulla rivista Nature Astronomy, dimostra come questi venti influenzino una vasta distesa di spazio ben al di fuori delle galassie in cui risiedono i buchi neri che li originano.
Rappresentazione artistica della struttura gerarchica dell’Universo, da un gruppo di galassie a una singola galassia e al buco nero supermassiccio al suo centro. Sebbene un buco nero sia oltre 100 milioni di volte più piccolo del raggio della sua galassia ospite, esso svolge un ruolo fondamentale nella regione centrale della galassia stessa. Crediti: Tohoku University
«I buchi neri sono noti soprattutto perché risucchiano la materia, ma espellono anche gas sotto forma di potenti venti», spiega Satoshi Yamada dell’Università di Tohoku, primo autore del lavoro. «Si pensava che questi venti rimanessero confinati all’interno della galassia, ma il nostro studio ha rivelato che la loro forza è immensamente più potente di quanto compreso finora».
Il team di ricerca ha osservato l’attività del quasar H1821+643, situato nella costellazione del Dragone a circa 3,4 miliardi di anni luce dalla Terra, grazie ai dati del satellite per l’astronomia X Xrism della Jaxa. Il buco nero supermassiccio, in rapida crescita, si trova proprio al centro dell’ammasso di galassie e genera turbolenza nel gas caldo circostante che emette raggi X. Il team è riuscito a determinare con precisione il movimento del gas analizzando le linee di emissione degli ioni di ferro.
Illustrazione artistica che mostra un’esplosione generata da un buco nero supermassiccio nascosto al centro di una galassia, la cui energia si propaga oltre la galassia stessa fino all’ambiente del gruppo galattico circostante. L’illustrazione raffigura il trasporto di un’enorme quantità di energia — equivalente a diverse centinaia di miliardi di esplosioni di supernove — nello spazio circostante, innescando il movimento violento del gas caldo che si estende fino a distanze di circa 300mila anni luce. Crediti: Tohoku University
Le osservazioni ad alta precisione condotte dal satellite Xrism hanno rivelato che il gas ad alta temperatura che circonda il buco nero non rimane statico, ma si disperde violentemente su un’ampia area a causa della turbolenza. I ricercatori hanno inoltre confermato che il flusso di gas si estende oltre la galassia ospite, raggiungendo distanze di circa 300mila anni luce. La quantità di energia coinvolta nella turbolenza risulta essere circa cento volte superiore rispetto alle stime precedenti ed equivalente a diverse centinaia di miliardi di esplosioni di supernove – le esplosioni che si verificano quando le stelle di grande massa raggiungono il termine della loro vita.
Per la prima volta è stato possibile dimostrare che i buchi neri supermassicci influenzano il più ampio ambiente cosmico attraverso un’onda d’urto di straordinaria potenza. Questi oggetti sono motori fondamentali dei flussi di gas e della dinamica spaziale, in grado di trasportare immense quantità di energia verso diverse regioni del cosmo.
In futuro, nuove osservazioni permetteranno di studiare l’effetto di altri buchi neri sull’ambiente circostante e di chiarire le modalità con cui la materia e gli elementi chimici circolano nell’universo.
Per saperne di piu:
- Leggi sulla rivista Nature Astronomy l’articolo “Vigorous turbulence driven by quasar-mode feedback in a cluster core” di S. Yamada, Y. Fujita, C. Ricci, S. Yamada, S. Ueda, H. Noda, M. Mizumoto, K. Nagamine, S. Ogawa, T. Kawamuro, Y. Terashima20 e Y. Ueda