Un buco nero supermassiccio a 9 miliardi di anni luce di distanza da noi sembra avere in orbita un buco nero compagno in collisione con esso.

I Buchi neri supermassicci, più grandi da milioni a miliardi di volte la massa del nostro Sole, si trovano nel cuore della maggior parte delle galassie e gli astronomi sono ansiosi di scoprire come nascono questi colossi cosmici. Sebbene si ritenga che la maggior parte sia il risultato di almeno una fusione tra due buchi neri supermassicci più piccoli finiti in collisione tra loro, agli scienziati mancavano ancora osservazioni che potessero fornire informazioni più dettagliate poiché a oggi era stata trovata solo una coppia di buchi neri supermassicci sulla strada per una fusione. Ma le cose potrebbero cambiare: i ricercatori che osservano da tempo un buco nero supermassiccio hanno segnalato che in realtà esso potrebbe avere un compagno che gli orbita attorno. L’enorme duo – chiamato binario – completa un’orbita uno attorno all’altro ogni due anni circa.

Se il team ha ragione, il diametro dell’orbita del binario è da 10 a 100 volte più piccolo dell’unico altro binario supermassiccio conosciuto, e la coppia si fonderà in circa 10.000 anni. Potrebbe sembrare molto tempo ma in proporzione, ci vogliono in media circa 100 milioni di anni prima che buchi neri di queste dimensioni inizino a orbitare l’uno attorno all’altro e si uniscano.

Quindi questa coppia è quasi certamente sulla strada di una collisione.

Buco nero
In questa illustrazione, la luce di un buco nero più piccolo (a sinistra) si curva attorno a un buco nero più grande e forma un’immagine quasi speculare sull’altro lato. La gravità di un buco nero può deformare il tessuto dello spazio stesso, in modo tale che la luce che passa vicino al buco nero segua un percorso curvo attorno ad esso. Credit: Caltech-IPAC

Le prove a conferma della teoria

La prova che questo buco nero supermassiccio ha un compagno viene dalle osservazioni dei radiotelescopi sulla Terra. I buchi neri non emettono luce, ma la loro gravità può raccogliere dischi di gas caldo intorno a loro ed espellere parte di quel materiale nello spazio. Questi getti possono estendersi per milioni di anni luce. Un getto che si muove in direzione della Terra appare molto più luminoso di un getto puntato lontano. Gli astronomi definiscono i buchi neri supermassicci con getti orientati verso la Terra con il termine “blazar”, e un blazar chiamato PKS 2131-021 è al centro di questa recente teoria.

Situato a circa 9 miliardi di anni luce dalla Terra, PKS 2131-021 è uno dei 1800 blazar che un gruppo di ricercatori del Caltech di Pasadena ha monitorato grazie l’Owens Valley Radio Observatory, situato nel nord della California, per 13 anni come parte di uno studio sul comportamento dei blazar.

Ma questo particolare blazar mostra uno strano comportamento: la sua luminosità mostra alti e bassi regolari in modo assolutamente prevedibile.

I ricercatori pensano che questa variazione così regolare sia il risultato di un secondo buco nero che influosce sul primo mentre orbitano l’uno intorno all’altro ogni due anni. Si stima che ciascuno dei due buchi neri in PKS 2131-021 sia alcune centinaia di milioni di volte la massa del nostro Sole. Per confermare la scoperta, gli scienziati cercheranno di rilevare le onde gravitazionali provenienti da quel sistema. 

Per confermare che le oscillazioni non erano casuali o la causa di un effetto temporaneo attorno al buco nero, il team ha dovuto guardare oltre il decennio (dal 2008 al 2019) di dati dell’Owens Valley Observatory. Dopo aver appreso che anche altri due radiotelescopi avevano studiato questo sistema – l’Osservatorio radiofonico dell’Università del Michigan (dal 1980 al 2012) e l’Osservatorio di Haystack (dal 1975 al 1983) – hanno cercato nei dati di archivio e hanno scoperto che corrispondevano perfettamente alle previsioni su come sarebbe dovuta cambiare la luminosità del blazar nel corso del tempo. Alla fine ci sono voluti 45 anni di osservazioni radio per produrre questo risultato, conseguenza della perseveranza dei vari team di astronomi nel corso dei decenni.

Riferimenti:

Passione Astronomia partecipa al Programma Affiliazione Amazon EU, che consente ai siti di percepire una commissione pubblicitaria pubblicizzando e fornendo link al sito Amazon.it