Gli astronomi hanno appena scoperto due buchi neri supermassicci sull’orlo di una leggendaria collisione: ScienceAlert

Gli astronomi hanno rilevato una collisione cosmica in attesa di verificarsi in un oggetto gigante appena 3 miliardi di anni dopo il Big Bang.

La galassia chiamata J0749 + 2255 consiste in realtà di due galassie fuse in una, e non ha un buco nero supermassiccio, ma due. Si dà il caso che questi due buchi neri siano in rotta di collisione, separati da una distanza relativamente piccola di soli 10.000 anni luce.

Non è la prima volta che assistiamo a una collisione di un buco nero, ma J0749+2255 è una gemma rara. Avvistati all’inizio dell’universo, entrambi i buchi neri sono quasar molto attivi.

È una scoperta che potrebbe aiutare gli scienziati a lavorare per risolvere il mistero in corso e sconcertante di come i buchi neri supermassicci crescano fino a dimensioni così gigantesche.

“Non vediamo molti doppi quasar così presto nell’universo. Ecco perché questa scoperta è così eccitante”, ha detto. Lui dice L’astronomo Yu Qing Chen dell’Università dell’Illinois a Urbana-Champaign.

I quasar sono tra gli oggetti più luminosi dell’universo. Contiene un nucleo galattico attivo, il centro di una galassia che ospita un buco nero supermassiccio che sta inghiottendo enormi quantità di materiale.

I buchi neri non emettono alcuna luce propria che possiamo attualmente rilevare. L’enorme quantità di materiale in orbita attorno al buco nero viene riscaldata dall’intenso attrito e dalla gravità in modo che non solo brilli, ma cova attraverso i vasti e oscuri abissi dello spazio-tempo.

Molte delle galassie dell’universo primordiale sono galassie quasar, e alcune nell’universo vicino hanno due o anche tre quasar al centro. Questo accade quando le galassie si scontrano e si fondono, ciascuna con il proprio buco nero supermassiccio. I due buchi neri cadono l’uno verso l’altro e alla fine, pensiamo, si fondono per formare un buco nero supermassiccio.

Ma è un po’ più difficile individuare queste fusioni nell’universo primordiale. La luce di J0749+2255 ha viaggiato per oltre 10 miliardi di anni per raggiungerci; Ciò che vediamo nella galassia è molto piccolo e debole rispetto agli oggetti molto più vicini a noi. A quella distanza, la distanza tra i buchi neri supermassicci legati insieme dalla gravità è troppo piccola per essere vista dai nostri attuali strumenti.

La debole differenza di luce da J0749+2255 rilevata dal telescopio Gaia suggerisce che potrebbe esserci qualcosa di più nella galassia di quanto fosse immediatamente evidente… ma ci sono diverse possibili cause, tra cui il doppio quasar. Il team ha dovuto scavare più a fondo per scoprire cosa stava realmente accadendo.

“Il processo di conferma non è stato facile e avevamo bisogno di una serie di telescopi che coprissero lo spettro dai raggi X alla radio per confermare finalmente che questo sistema fosse davvero una coppia di quasar, piuttosto che due immagini, diciamo, della lente gravitazionale di un quasar .” Lui dice L’astronomo Yu Xin dell’Università dell’Illinois.

e J0749+2255 speciale. Poiché entrambi i buchi neri sono quasar, sono abbastanza luminosi da poterli distinguere. E non sono ancora abbastanza vicini per essere un binario legato gravitazionalmente, il che significa che hanno una separazione sufficiente per una decisione individuale.

Usando le osservazioni di una gamma completa di telescopi terrestri e spaziali, Chen e i suoi colleghi hanno analizzato la luce di J0749+2255, determinando che i due buchi neri si evolveranno probabilmente in un binario stretto legato gravitazionalmente in circa 220 milioni di anni circa. L’orbita in decomposizione di questo binario alla fine porterà a una collisione e alla fusione in un buco nero ancora più massiccio.

(Potrebbero essersi scontrati ora, ma questo evento non ha significato per noi al momento; ecco perché gli astronomi fanno tali previsioni al tempo presente.)

I ricercatori hanno anche scoperto che i due buchi neri sono un’intersezione relativistica, registrando rispettivamente circa 1,26 miliardi di masse solari e 1,58 miliardi di masse solari. Queste scoperte potrebbero iniziare a dirci qualcosa sul tasso di buchi neri supermassicci nell’universo primordiale, il che aiuterà gli astronomi a comprendere l’evoluzione dei buchi neri moderni che possono avere dimensioni di miliardi di masse solari.

C’è ancora molto da scoprire, ma J0749+2255 rappresenta un importante passo avanti.

“Stiamo iniziando a rivelare questa parte dell’iceberg per i primi gruppi binari di quasar”, dice l’astronomo Shen Liu dell’Università dell’Illinois a Urbana-Champaign.

“Questa è l’unicità di questo studio. In realtà ci dice che questo gruppo esiste, e ora abbiamo un modo per identificare i quasar accoppiati che sono separati da un volume inferiore alla dimensione di una singola galassia”.

Ricerca pubblicata in natura.