Gli scienziati che utilizzano il Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) hanno completato due compiti principali. Hanno compilato il più grande campione mai realizzato di galassie nane (sistemi che contengono fino a pochi miliardi di stelle, rispetto ai 2 miliardi a 400 miliardi stimati della Via Lattea) che ospitano un buco nero attivamente alimentato. Hanno anche registrato la più grande collezione di potenziali buchi neri di massa intermedia finora. Entrambi i risultati sono riportati nell’Astrophysical Journal e forniscono nuove intuizioni sulla formazione e l’evoluzione sia delle galassie che dei buchi neri. Essi rappresentano essenzialmente i primi risultati della corsa quinquennale di DESI, rappresentando circa il 20 percento del primo anno di dati raccolti dallo strumento.
Raccolta di Dati sull’Universo
Pensa a DESI come a una fotocamera a lunghissimo raggio con una velocità dell’otturatore super veloce che può essere puntata in ogni direzione possibile. Può misurare le lunghezze d’onda della luce di 5.000 galassie ogni 20 minuti, utilizzando 5.000 aiutanti robotici per puntare i suoi occhi in fibra ottica verso le migliaia di galassie che i suoi utenti programmano per scattare. Il suo scopo ultimo è creare la più grande mappa 3D dell’Universo.
Si scopre che il 20 percento del primo anno di dati di DESI contiene molte informazioni. Include gli spettri di 410.000 galassie, comprese circa 115.000 galassie nane. Questa raccolta di dati aiuterà gli astrofisici a comprendere meglio l’interazione tra l’evoluzione dei buchi neri e l’evoluzione delle galassie nane.
Appetito e Energia dei Buchi Neri
I buchi neri rimangono sia misteriosi per natura che difficili da trovare. Gli astrofisici sospettano che tutte le galassie massive contengano un buco nero al loro centro. Ma sono meno certi della presenza di buchi neri nelle galassie nane, dove sono ancora più difficili da individuare, a meno che non stiano mangiando. “Quando un buco nero al centro di una galassia inizia a nutrirsi, rilascia una quantità enorme di energia nei suoi dintorni, trasformandosi in quello che chiamiamo un nucleo galattico attivo (AGN)”, ha detto Ragadeepika Pucha, un ricercatore dell’Università dello Utah che ha analizzato i dati di DESI, in un comunicato stampa. “Questa attività drammatica funge da faro, permettendoci di identificare buchi neri nascosti in queste piccole galassie.”
Questi fari AGN hanno portato il team a identificare circa 2.500 galassie nane candidate con loro al centro. Questo rappresenta quattro volte più AGN rispetto agli studi precedenti. L’implicazione è che ci sono molti più buchi neri di galassie nane ancora da scoprire.
I Buchi Neri Leggeri
L’altra parte del progetto ha identificato 300 candidati buchi neri di massa intermedia. I buchi neri leggeri sono meno di 100 volte la massa del nostro Sole, mentre quelli supermassicci sono più di un milione di volte quella. Non si sa molto su quelli intermedi. Alcuni astrofisici teorizzano che gli intermedi siano i resti dei primi buchi neri formatisi nell’Universo primordiale, nonché i semi di quelli supermassicci. Fino ad ora, sono stati identificati solo circa 100-150 buchi neri di massa intermedia.
Il sondaggio ha contenuto un’altra sorpresa. Gli astrofisici prevedono che i buchi neri trovati nelle galassie nane saranno di massa intermedia. Ma solo 70 dei nuovi candidati buchi neri di massa intermedia sono anche considerati potenziali AGN di galassie nane. Questo solleva una serie di nuove domande su come i buchi neri si formano e si evolvono nel tempo. “Ad esempio, esiste una relazione tra i meccanismi di formazione dei buchi neri e i tipi di galassie che abitano?” ha detto Pucha nel comunicato. “La nostra ricchezza di nuovi candidati ci aiuterà a approfondire questi misteri, arricchendo la nostra comprensione dei buchi neri e del loro ruolo fondamentale nell’evoluzione delle galassie.”