L’universo potrebbe essere pieno di molti più mostruosi buchi neri che si nutrono voracemente del materiale circostante di quanto si sospettasse in precedenza. Questa è la conclusione di un team di scienziati, che teorizzano che gli astronomi potrebbero mancare tra il 30% e il 50% dei buchi neri supermassicci in fase di alimentazione, titani cosmici che hanno masse equivalenti a milioni o addirittura miliardi di soli. Non preoccuparti; questi mostri cosmici non si nascondono sotto il letto (ti garantiamo che te ne accorgeresti se fosse così). Invece, sembrano nascondersi dietro i vasti veli di gas e polvere galattica che li aiutano a nutrirsi.
“Le dimensioni relative di un buco nero supermassiccio rispetto alla sua galassia ospite sono come paragonare un pisello alla Terra,” ha detto Peter Boorman, ricercatore presso il California Institute of Technology a Pasadena, durante il 245° incontro della American Astronomical Society a National Harbor, Maryland, lunedì 13 gennaio. “Ma nonostante questa estrema differenza di dimensioni, un buco nero supermassiccio in fase di accrescimento ha il potenziale di scatenare il caos o avere un’influenza positiva sulla sua galassia ospite,” ha aggiunto Boorman.
Questo perché quando i buchi neri “si sovralimentano”, possono lanciare getti di materiale dai loro dintorni immediati a circa il 33% della velocità della luce. Questi getti astrofisici possono allontanare il gas e la polvere necessari affinché le loro galassie ospiti formino stelle. Pertanto, un buco nero in eruzione può rallentare o addirittura uccidere la formazione stellare nella galassia circostante.
“Questo ha un’implicazione drammatica per la nostra percezione dell’evoluzione delle galassie,” ha continuato Boorman. “C’è un componente di questo quadro che viene spesso trascurato: l’oscuramento.” L’oscuramento è il nascondere i buchi neri supermassicci in fase di alimentazione o “accrescimento” in regioni altrimenti luminose chiamate nuclei galattici attivi (AGN) dai piatti stessi di gas e polvere di cui si nutrono.
Il ricercatore del Caltech, formalmente dell’Università di Southampton in Inghilterra, ha spiegato che i buchi neri supermassicci in fase di alimentazione e crescita non potrebbero esistere senza una sorta di riserva di materiale intorno a loro — un “buffet cosmico” da cui si nutrono. “Si crede che questo materiale possa formare una forma geometrica approssimativa di una ciambella,” ha detto Boorman. ”A seconda dell’orientamento di quel materiale rispetto alla nostra linea di vista, vediamo o il centro del materiale in accrescimento, che è molto luminoso, o vediamo un forte oscuramento.”
In precedenza, la ricerca ha indicato che questo oscuramento potrebbe nascondere fino al 15% dei buchi neri supermassicci in fase di alimentazione dalla nostra vista. Boorman e colleghi hanno testato questa idea con dati a infrarossi dal telescopio spaziale Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) della NASA, come parte di un progetto chiamato NuLANDS (NuSTAR Local AGN N H Distribution Survey). L’immagine a raggi X più profonda dello spazio catturata dall’osservatorio spaziale Chandra X-ray della NASA contiene 5.000 buchi neri supermassicci in fase di alimentazione. Quel numero potrebbe effettivamente essere alto fino a 10.000; Chandra semplicemente non può vederli tutti.
Il risultato è stata la visualizzazione della luce infrarossa proveniente dalle nubi che circondano i buchi neri supermassicci. Questo ha permesso al team di creare il primo censimento altamente raffinato dei buchi neri che crescono consumando la materia intorno a loro. “Anche se i buchi neri sono oscuri, il gas circostante si riscalda e brilla intensamente, rendendoli alcuni degli oggetti più luminosi dell’universo,” ha detto in una dichiarazione Poshak Gandhi, membro del team e ricercatore dell’Università di Southampton. ”Anche quando sono nascosti, la polvere circostante assorbe e riemette questa luce come radiazione infrarossa, rivelando la loro presenza. Abbiamo scoperto che molti di più si nascondono in bella vista — dietro polvere e gas, rendendoli invisibili ai telescopi normali.”
Cacciare i buchi neri in fase di alimentazione nascosti potrebbe aiutare a spiegare come crescono fino a dimensioni così tremende. Potrebbe anche aiutare a dipingere un quadro migliore di come le galassie evolvono. “Se non avessimo buchi neri, le galassie potrebbero essere molto più grandi,” ha detto Gandhi. “Se non avessimo un buco nero supermassiccio nella nostra galassia della Via Lattea, potrebbero esserci molte più stelle nel cielo. Questo è solo un esempio di come i buchi neri possono influenzare l’evoluzione di una galassia.”
Boorman ha spiegato quanto sarebbe diversa la nostra visione dell’universo se potessimo vedere il suo contenuto di buchi neri supermassicci in fase di alimentazione. “Se i nostri occhi fossero in grado di rilevare i raggi X, il cielo sarebbe pieno di punti,” ha detto Boorman. “E ogni singolo di quei punti sarebbe un buco nero supermassiccio in accrescimento.”
La ricerca del team è stata pubblicata il 30 dicembre su The Astrophysical Journal.