Gli astronomi hanno scoperto il più grande buco nero mai osservato

Immagine composita dell'ammasso di galassie Abell 85. Raggi X (NASA/CXC/SAO/A.Vikhlinin et al.); Ottico (SDSS)

Il buco nero più massiccio mai osservato è stato scoperto in una galassia a circa 700 milioni di anni luce dalla Terra. È così grande che gli astronomi pensano che potrebbe essere ripreso dallo stesso sistema di radiotelescopi che ha prodotto la prima immagine di un buco nero molto più piccolo all'inizio di quest'anno.

La galassia in questione, chiamata Holm 15A, è il membro più luminoso di un ammasso di galassie chiamato Abell 85 che si trova nella costellazione del Cetus, visibile sia dall'emisfero settentrionale che da quello meridionale. Fu scoperto nel 1937 dall'astronomo svedese Erik Holmberg.

Le galassie a questa distanza non potevano essere studiate in dettaglio fino al lancio del telescopio spaziale Hubble nel 1990 e alla più recente costruzione di telescopi giganti a terra. Gli astronomi si sono subito resi conto che Holm 15A è alquanto insolito.

Ciò che colpisce di Holm 15A è quanto sia grande e debole la regione diffusa centrale della galassia, affermano Kianusch Mehrgan del Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics in Germania e alcuni colleghi. Ma mentre il nucleo interno è insolitamente debole, il resto della galassia è relativamente luminoso. Come mai?

Ora Mehrgan e colleghi pensano di aver risolto l'enigma utilizzando i dati raccolti dal Very Large Telescope, una serie di quattro telescopi interconnessi ciascuno con un diametro di 8 metri che osserva il cielo notturno nella parte visibile e infrarossa dello spettro. Lo strumento si trova a un'altitudine di 2.600 metri nel deserto di Atacama in Cile e, sin dalla sua prima luce nel 1988, è diventato uno degli osservatori astronomici più produttivi mai costruiti.

Mehrgan e colleghi hanno utilizzato questi dati per mappare la struttura della galassia in modo più dettagliato di quanto fosse possibile in precedenza. Hanno quindi eseguito una serie di simulazioni per capire perché il centro è così debole e come potrebbe essersi formata la galassia in primo luogo.

I risultati costituiscono una lettura interessante. Le simulazioni suggeriscono che Holm 15A deve essersi formato in una gigantesca collisione tra due giovani galassie, un evento comune nell'universo primordiale. Il team afferma che il motivo per cui il nucleo è così debole è che è dominato da un buco nero supermassiccio che ha mangiato le stelle vicine o le ha espulse nelle regioni esterne della galassia.

Questo buco nero è enorme, anche per gli standard cosmologici. Il team afferma che, secondo una stima prudente, è 40 miliardi di volte più massiccio del sole. In confronto, il buco nero al centro della Via Lattea, Sagittario A*, è solo 4 milioni di volte più massiccio del Sole.

Il buco nero supermassiccio di Holm 15A non è solo il più massiccio fino ad oggi, è anche da quattro a nove volte più grande del previsto, affermano Mehrgan e colleghi, sottolineando che è due volte più massiccio dei precedenti detentori del record.

Queste enormi dimensioni rendono il buco nero Holm 15A un buon candidato per l'imaging. All'inizio di quest'anno, gli astronomi hanno scattato la prima foto di un buco nero utilizzando una serie di otto radiotelescopi posizionati in tutto il mondo che hanno creato uno strumento delle dimensioni di un pianeta. Questo array è noto come Event Horizon Telescope e ha una risoluzione di 20 milliarcosecondi, equivalente alla risoluzione richiesta per vedere l'impronta di Neil Armstrong sulla luna dalla Terra.

Il buco nero appena scoperto riempie un'area del cielo di circa 18 ± 3,7 microarcosecondi, quindi potrebbe essere immaginabile con l'Event Horizon Telescope. Il buco nero supermassiccio di Holm 15A è un sistema candidato per l'imaging diretto, affermano Mehrgan e colleghi.

Questo è un lavoro interessante che rivela quanto siano diventate potenti le tecniche di imaging negli ultimi anni. Tuttavia, con telescopi più grandi e potenti attualmente in costruzione, è improbabile che Holm 15A detenga il record a lungo.

Rif: arxiv.org/abs/1907.10608 : Un buco nero di massa solare di 40 miliardi nel nucleo estremo di Holm 15a, la galassia centrale di Abell 85

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