Così i buchi neri “spengono” le galassie



QUANDO una galassia si avvia, per così dire, verso la pensione, accade qualcosa che la lega a doppio filo al gigantesco buco nero centrale che si ‘accende’ al suo centro. E la formazione delle stelle, ossia la principale attività che definisce una “galassia”, si ferma. Ma non subito. Ognuno di questi mostruosi buchi neri, la cui massa è pari a milioni o miliardi di volte quella del nostro Sole, a un certo punto della sua esistenza prende a ingoiare voracemente materia. Le stelle vengono attratte e fatte a brandelli quando entrano nel suo intenso campo gravitazionale, polveri e gas cadono oltre l’orizzonte degli eventi. Il buco nero si espande e cominciano i fuochi d’artificio. Diventa un quasar, ossia un buco nero estremamente attivo, come quello al centro di M87, immortalato nella “foto del secolo”, ad aprile 2019.

A questo accendersi del buco nero corrisponde, secondo i modelli in mano agli astrofisici, un arresto nella formazione di nuove stelle. La galassia diventa ‘sterile’, ‘passiva’. Invecchia e inizia a morire, perché il quasar risucchia il materiale e lo sputa fuori, accelerando materia a velocità prossime a quella della luce con getti che si allungano per migliaia di anni luce, e ‘spazza’ la galassia dai gas che servono a costruire nuovi astri, così rimane ‘nudo’ e le radiazioni della sua ingordigia restano le sole a brillare.

La fase di transizione

Ma non avviene dal giorno alla notte. Il processo sembra essere più graduale del previsto e comprende un periodo di transizione, scoperto ed esposto in un nuovo studio condotto dall’astrofisica Allison Kirkpatrick dell’Università del Kansas, presentato al meeting annuale della American Astronomical Society a St. Louis, in Missouri.

“I quasar sono buchi neri supermassicci che si trovano al centro delle galassie, la quasi totalità di quelle sufficientemente grandi ne ha uno – spiega Fabio Pacucci, astrofisico italiano e collega di Kirkpatrick alla Yale University, non coinvolto nello studio – normalmente, dalle galassie il cui buco nero centrale non è attivo, osserviamo radiazioni soprattutto nell’infrarosso, segno che è ancora presente molta materia come gas freddo e polveri, e quindi è ancora in atto il processo di formazione stellare. Con l’attività del quasar si passa invece a una forte emissione anche nei raggi X”. Quella che indica fenomeni ad altissime energie, come materia accelerata e riscaldata da buchi neri.

Allison Kirkpatrick, all’interno del vasto catalogo del cielo Sloan Digital Sky Survey, ha scoperto però un periodo di transizione. Dalle osservazioni dei telescopi Herschel e XMM-Newton dell’Agenzia spaziale europea, emerge che nel 10% delle galassie studiate arrivano sia raggi X dai ‘fuochi d’artificio’ del buco nero, sia una grande quantità di luce infrarossa, proveniente da gas freddo e polveri, tanto da indicare il termine di cold quasar. Il calcolo statistico indica che questo periodo dura circa dieci milioni di anni, il 10% del tempo di vita medio di un quasar.

Scarsa attività al centro della Via Lattea

Ma se accelerassimo il tempo, forse (ma secondo gli esperti è poco probabile) vedremmo anche Sagittarius A* (il buco nero nel nucleo della Via Lattea) prendere vita. Intanto è ancora quiescente. Potrebbe essere dovuto al suo campo magnetico, che invece di ‘servire’ materia da ingurgitare al buco nero, fa sì che gli ruoti attorno. È quanto emerge da uno studio presentato dalla Nasa, sempre a St. Louis, e sottoposto per la pubblicazione alla rivista The Astrophysical Journal.

“Se una civiltà aliena osservasse la Via Lattea da un’altra galassia, a distanza di diversi milioni di anni luce – conclude Pacucci – vedrebbe principalmente l’emissione delle stelle, gas e polveri della nostra galassia e relativamente poco del buco nero centrale. Perché il buco nero al centro non è, per fortuna, abbastanza attivo da essere classificato come quasar. Insomma, non mangia abbastanza. Altrimenti non sarebbe stata possibile nemmeno la vita sulla Terra”.


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