Comunicato Stampa

Buchi neri supermassicci che si nutrono di meduse cosmiche

Lo strumento MUSE sul VLT dell'ESO scopre un nuovo modo di alimentare i buchi neri

16 Agosto 2017

Alcune osservazioni delle "galassie medusa" con il VLT (Very Large Telescope) dell'ESO hanno svelato un modo, prima sconosciuto, di alimentare i buchi neri supermassicci. Sembra che lo stesso meccanismo che produce i tentacoli di gas e stelle neonate che danno il nome a queste galassie renda anche possibile al gas di raggiungere le regioni centrali della galassia, alimentando il buco nero che si nasconde nel nucleo e facendolo risplendere luminoso. Il risultato di questo studio è stato pubblicato oggi dalla rivista Nature.

Un gruppo di astronomi a guida italiana ha sfruttato lo strumento MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer) installato sul VLT (Very Large Telescope) dell'ESO all'Osservatorio del Paranal in Cile per studiare come si possa strappare gas alle galassie. Gli astronomi si sono concentrati su alcuni esempi estremi di galassie-medusa in ammassi di galassie vicini. Il soprannome proviene dai lunghi "tentacoli" di materia che si estendono per decine di migliaia di anni luce al di là del disco galattico [1][2].

I tentacoli delle galassie-medusa vengono prodotti negli ammassi di galassie da un processo che vede la rimozione del gas dovuta alla pressione d'ariete (detto ram pressure stripping, in inglese). L'attrazione gravitazionale induce le galassie a cadere ad alta velocità verso l'ammasso di galassie, ove incontrano un gas denso e caldo che agisce come un vento potente, forzando il gas fuori dal disco della galassia sotto forma di code e dando quindi inizio a un episodio di formazione di stelle al loro interno.

Sei delle sette galassie-medusa dello studio ospitano un buco nero supermassiccio al centro, che si nutre del gas circostante [3]. Questa frazione è inaspettatatamente alta - tra le galassie in generale, infatti, la frazione è meno di una su dieci.

"Questo forte legame tra la pressione d'ariete e i buchi neri attivi non era previsto e non è mai stato segnalato prima," commenta Bianca Poggianti dell'INAF-Osservatorio di Padova in Italia, a capo del progetto. "Sembra che il buco nero centrale si alimenti poichè parte del gas, invece di essere rimosso, raggiunge il centro della galassia."

Una questione irrisolta, di vecchia data, è scoprire il motivo per cui solo una piccola frazione di buchi neri supermassicci al centro delle galassie siano attivi. Essi sono presenti all'interno di quasi tutte le galassie, e perciò, perchè solo alcuni accrescono materia e risplendono ad altissima luminosità? Questi risultati svelano un meccanismo sconosciuto che potrebbe alimentare il buco nero.

Yara Jaffé, una borsista dell'ESO che ha contribuito al lavoro pubblicato, ne spiega l'importanza. "Queste osservazioni con MUSE suggeriscono un nuovo meccanismo per incanalare il gas nelle vicinanze del buco nero. Questo risultato è fondamentale perchè fornisce un nuovo pezzo del puzzle dei legami, ancora poco conosciuti, tra il buco nero supermassiccio e la galassia ospite."

Le osservazioni attuali fanno parte di uno studio molto più esteso di molte galassie-medusa attualmente in corso.

"Questa survey, quando completata, svelerà quante e quali galassie ricche di gas che entrano in un ammasso passano attraverso un periodo di maggiore attività nel nucleo", conclude Poggianti. "Uno dei rompicampo astronomici ancora irrisolto è capire come si formano le galassie e come esse cambiano nel nostro Universo in espansione e in evoluzione. Le galassie-medusa sono una chiave per capire l'evoluzione delle galassie poichè sono colte nel bel mezzo di una trasformazione drammatica."

Note

[1] Finora, sono state trovate più di 400 galassie candidate-medusa.

[2] I risultati sono stati ottenuti nell'ambito del programma osservativo chiamato GASP (GAs Stripping Phenomena in galaxies with MUSE), un Large Programme dell'ESO che mira a studiare dove, come e perchè il gas può essere rimosso dalle galassie. GASP raccoglie con MUSE dati profondi e dettagliati per 114 galassie, in particolare galassie-medusa, in ambienti diversi. Le osservazioni sono ancora in corso.

[3] È assodato che quasi tutte, se non tutte le galassie contengono un buco nero supermassiccio al centro, di massa tra i pochi milioni e i pochi miliardi di volte quella del Sole. Quando un buco nero strappa materia all'ambiente circostante, emette energia elettromagnetica, dando origine a alcuni dei fenomeni più energetici dell'astrofisica: i nuclei galattici attivi (AGN).

[4] L'equipe ha studiato anche l'alternativa che sia l'attività dell'AGN centrale a contribuire a rimuovere il gas dalle galassie, ma l'ha ritenute meno probabile. All'interno dell'ammasso di galassie, le galassie-medusa si trovano in una zona in cui il gas denso e caldo del mezzo intergalattico ha molte probabilità di creare i lunghi tentacoli della galassie, e ciò riduce la possibilità che siano creati dall'attività dell'AGN. Ci sono maggiori prove che sia la pressione d'ariete a dar origine all'AGN che viceversa.

Ulteriori Informazioni

Questa ricerca è stata presentata in un articolo intitolato “Ram Pressure Feeding Supermassive Black Holes” di B. Poggianti et al., che verrà pubblicato nella rivista Nature il 17 agosto 2017.

L'equipe è composta da B. Poggianti (INAF-Astronomical Observatory of Padova, Italia), Y. Jaffé (ESO, Cile), A. Moretti (INAF-Astronomical Observatory of Padova, Italia), M. Gullieuszik (INAF-Astronomical Observatory of Padova, Italia), M. Radovich (INAF-Astronomical Observatory of Padova, Italia), S. Tonnesen (Carnegie Observatory, USA), J. Fritz (Instituto de Radioastronomía y Astrofísica, Messico), D. Bettoni (INAF-Astronomical Observatory of Padova, Italia), B. Vulcani (University of Melbourne, Australia; INAF-Astronomical Observatory of Padova, Italia), G. Fasano (INAF-Astronomical Observatory of Padova, Italia), C. Bellhouse (University of Birmingham, Regno Unito; ESO, Cile), G. Hau (ESO, Cile) e A. Omizzolo (Vatican Observatory, Città del Vaticano).

L'ESO (European Southern Observatory, o Osservatorio Australe Europeo) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e l'osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 16 paesi: Austria, Belgio, Brasile, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Italia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera, oltre al paese che ospita l'ESO, il Cile. L'ESO svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L'ESO ha anche un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella ricerca astronomica. L'ESO gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l'ESO gestisce il Very Large Telescope, osservatorio astronomico d'avanguardia nella banda visibile e due telescopi per survey. VISTA, il più grande telescopio per survey al mondo, lavora nella banda infrarossa mentre il VST (VLT Survey Telescope) è il più grande telescopio progettato appositamente per produrre survey del cielo in luce visibile. L'ESO è il partner principale di ALMA, il più grande progetto astronomico esistente. E sul Cerro Armazones, vicino al Paranal, l'ESO sta costruendo l'Extremely Large Telescope o ELT (significa Telescopio Estremamente Grande), un telescopio da 39 metri che diventerà "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo".

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.

Links

• Articolo scientifico su Nature
• Fotografie del VLT
• Fotografie di MUSE
• Ulteriori dettagli sul programma GASP (GAs Stripping Phenomena in galaxies with MUSE)

Contatti

Bianca Poggianti
INAF-Astronomical Observatory of Padova
Padova, Italy
Tel.: +39 340 7448663
E-mail: bianca.poggianti@oapd.inaf.it

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Anna Wolter (press contact Italia)
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