La NASA attraverso i dati del telescopio Spitzer ha fornito agli scienziati nuove informazioni sul modo in cui i buchi neri supermassicci si alimentano.

Nelle immagini del telescopio spaziale Spitzer della NASA, flussi di polvere lunghi migliaia di anni luce fluiscono verso il buco nero nel cuore della galassia di Andromeda. Si scopre che questi flussi possono aiutare a spiegare perchè i buchi neri supermassicci, miliardi di volte la massa del nostro Sole, saziano i loro grandi appetiti ma rimangono mangiatori “silenziosi”. Mentre questi buchi neri divorano gas e polvere, il materiale si riscalda subito prima di cadere all’interno, creando incredibili spettacoli di luce, a volte più luminosi di un’intera galassia piena. Quando il materiale si consuma in grumi di diverse dimensioni ecco che la luminosità del buco nero oscilla. Ma i due buchi neri al centro della Via Lattea (la galassia natale della Terra) e Andromeda (uno dei nostri vicini galattici più vicini) sono tra i mangiatori più silenziosi e brillano in modo diverso. La poca luce che emettono non varia in modo significativo in termini di luminosità, suggerendo che stanno consumando un flusso piccolo ma costante di elementi, piuttosto che grandi quantità. I flussi di materiale si avvicinano al buco nero a poco a poco e in una spirale, simile al modo in cui l’acqua scorre vorticosamente in uno scarico.

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A caccia della fonte di elementi

Questa vista ravvicinata del centro della galassia di Andromeda, ripresa dal telescopio spaziale Spitzer, è annotata con linee tratteggiate blu per evidenziare il percorso di due flussi di polvere che fluiscono verso il buco nero supermassiccio al centro della galassia (indicato dal punto viola).  Credit: NASA/JPL-Caltech

Uno studio pubblicato all’inizio di quest’anno ha considerato l’ipotesi che un silenzioso buco nero supermassiccio si nutra di un flusso costante di gas e l’ha applicata alla galassia di Andromeda. Utilizzando modelli computerizzati, gli autori hanno simulato come il gas e la polvere in prossimità del buco nero di Andromeda potrebbero comportarsi nel tempo. La simulazione ha dimostrato che un piccolo disco di gas caldo potrebbe formarsi vicino ai buchi neri e alimentarlo continuamente. Il disco potrebbe essere rifornito e mantenuto da numerosi flussi di gas e polvere.

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Ma i ricercatori hanno anche scoperto che tali flussi devono rimanere entro una dimensione e una portata particolari; altrimenti la materia cadrebbe nel buco nero in grumi irregolari, provocando maggiori fluttuazioni della luce.

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Quando gli autori hanno confrontato i loro risultati con i dati di Spitzer e del telescopio spaziale Hubble della NASA, hanno trovato spirali di polvere precedentemente identificate da Spitzer che rientrano in questi limiti. Da ciò, gli autori hanno concluso che le spirali alimentano il buco nero supermassiccio di Andromeda.

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“Questo è un ottimo esempio di come gli scienziati stanno riesaminando i dati d’archivio per rivelare di più sulla dinamica delle galassie confrontandoli con le ultime simulazioni al computer”, ha affermato Almudena Prieto, astrofisica presso l’Istituto di Astrofisica delle Isole Canarie e l’Osservatorio Universitario di Monaco, e coautore dello studio pubblicato quest’anno. “Abbiamo dati vecchi di 20 anni che ci dicono cose che non avevamo riconosciuto quando li abbiamo raccolti per la prima volta.”

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Uno sguardo più approfondito ad Andromeda

Questa immagine della galassia di Andromeda utilizza i dati del telescopio spaziale Spitzer della NASA. Nell’immagine sono mostrate diverse lunghezze d’onda, che rivelano stelle, polvere e aree di formazione stellare. Credit: NASA/JPL-Caltech

Lanciato nel 2003 e gestito dal Jet Propulsion Laboratory della NASA, Spitzer ha studiato l’universo nella luce infrarossa, invisibile agli occhi umani. Diverse lunghezze d’onda rivelano diverse caratteristiche di Andromeda, comprese fonti di luce più calde, come le stelle, e fonti più fredde, come la polvere.

Separando queste lunghezze d’onda e osservando solo la polvere, gli astronomi possono vedere lo “scheletro” della galassia, ovvero i luoghi in cui il gas si è coalizzato e raffreddato, a volte formando polvere, creando le condizioni per la formazione delle stelle. Questa visione di Andromeda ha rivelato alcune sorprese. Ad esempio, sebbene sia una galassia a spirale come la Via Lattea, Andromeda è dominata da un grande anello di polvere piuttosto che da bracci distinti che ne circondano il centro. Le immagini hanno anche rivelato un foro secondario in una porzione dell’anello attraversata da una galassia nana.

La vicinanza di Andromeda alla Via Lattea fa sì che sembri più grande di altre galassie viste dalla Terra: vista ad occhio nudo, Andromeda sarebbe circa sei volte la larghezza della Luna (circa 3 gradi). Anche con un campo visivo più ampio di quello di Hubble, Spitzer ha dovuto scattare 11.000 istantanee per creare un’immagine completa di Andromeda.

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Fonte: NASA\JPL