I buchi neri possono cucinare da soli, come dimostra lo studio di Chandra
Ammasso di Perseo: Raggi X: NASA/CXC/SAO/V. Olivares et al.; Ottica/IR: DSS; H-alfa: CFHT/SITELLE; Ammasso del Centauro: Raggi X: NASA/CXC/SAO/V. Olivaresi et al.; Ottico/IR: NASA/ESA/STSCI; H-alfa: ESO/VLT/MUSE.
Gli astronomi hanno compiuto un passo fondamentale per dimostrare che i buchi neri più massicci dell'universo possono crearsi il proprio pasto. I dati del Chandra X-ray Observatory e del Very Large Telescope (VLT) della NASA forniscono nuove prove che le esplosioni dei buchi neri possono contribuire a raffreddare il gas per alimentarsi.
Lo studio si basa sulle osservazioni di sette ammassi di galassie. I centri degli ammassi di galassie contengono le galassie più massicce dell'universo, che ospitano enormi buchi neri con masse che vanno da milioni a decine di miliardi di volte quella del Sole. I getti provenienti da questi buchi neri sono guidati dagli stessi buchi neri che si nutrono di gas.
Queste immagini mostrano due degli ammassi di galassie oggetto dello studio, l'Ammasso di Perseo e l'Ammasso di Centauro. I dati di Chandra, rappresentati in blu, rivelano i raggi X provenienti da filamenti di gas caldo, mentre i dati del VLT, un telescopio ottico in Cile, mostrano filamenti più freddi in rosso.
I risultati supportano un modello in cui le esplosioni dei buchi neri innescano il raffreddamento del gas caldo e la formazione di stretti filamenti di gas caldo. Anche la turbolenza nel gas gioca un ruolo importante in questo processo di innesco.
Secondo questo modello, parte del gas caldo in questi filamenti dovrebbe poi fluire verso il centro delle galassie per alimentare i buchi neri, causando un outburst. L'esplosione fa sì che altro gas si raffreddi e alimenti i buchi neri, portando a ulteriori esplosioni.
Questo modello prevede una relazione tra la luminosità dei filamenti di gas caldo e caldo nei centri degli ammassi di galassie. Più precisamente, nelle regioni in cui il gas caldo è più luminoso, anche il gas caldo dovrebbe essere più luminoso. Il team di astronomi ha scoperto per la prima volta questa relazione, fornendo un supporto fondamentale al modello.
Questo risultato fornisce anche una nuova comprensione di questi filamenti pieni di gas, che sono importanti non solo per l'alimentazione dei buchi neri, ma anche per la formazione di nuove stelle. Questo progresso è stato possibile grazie a una tecnica innovativa che isola i filamenti caldi nei dati di Chandra X-ray da altre strutture, tra cui grandi cavità nel gas caldo creato dai getti del buco nero.
La relazione appena scoperta per questi filamenti mostra una notevole somiglianza con quella riscontrata nelle code delle galassie medusa, che sono state private del gas mentre viaggiavano attraverso il gas circostante, formando lunghe code. Questa somiglianza rivela un'inaspettata connessione cosmica tra i due oggetti e implica che un processo simile si sta verificando in questi oggetti.
Il lavoro, guidato da Valeria Olivares dell'Università di Santiago del Cile, è stato pubblicato lunedì su Nature Astronomy. Lo studio ha riunito esperti internazionali di osservazioni e simulazioni ottiche e a raggi X provenienti da Stati Uniti, Cile, Australia, Canada e Italia. Il lavoro si è basato sulle capacità dello strumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) del VLT, che genera viste 3D dell'universo.