Astronomia, il mistero della co-evoluzione di un buco nero super-massiccio e della sua galassia madre: una nuova osservazione alimenta l’enigma

Una nuova osservazione dell’Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics crea ancora più confusione tra gli astronomi

buco nero super-massiccio
Buco nero super-massiccio all'interno di una galassia

Una nuova osservazione di una galassia attiva realizzata dall’Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA, Taiwan) ha mandato in confusione gli astronomi. La galassia in questione ha un forte flusso di gas ionizzato dal suo centro, ma gli astronomi hanno scoperto che il monossido di carbonio (CO) associato al disco galattico non è influenzato da tale uscita di gas.

Secondo uno scenario comune che spiega la formazione e l’evoluzione delle galassie e dei buchi neri super-massicci, la radiazione dai centri galattici – dove si trovano i buchi neri super-massicci – può significativamente influenzare il gas molecolare (come il monossido di carbonio) e le attività di formazione delle stelle delle galassie. Rispondere alla domanda “Come si sono formate ed evolute le galassie durante la storia di 13.8 miliardi di anni dell’universo?” è stata una delle questioni principali dell’astronomia moderna. Recenti studi hanno svelato che quasi tutte le galassie massicce ospitano un buco nero super-massiccio ai loro centri e che le loro masse sono strettamente correlate le une alle altre. Questa correlazione suggerisce che i buchi neri super-massicci e le loro galassie madri si sono evoluti insieme e hanno interagito l’uno con l’altra durante la loro crescita (co-evoluzione delle galassie e dei buchi neri super-massicci).

buchi neri super-massicciLa fuoriuscita di gas guidata da un buco nero super-massiccio al centro di una galassia ha catalizzato l’attenzione a causa del suo possibile ruolo nella co-evoluzione di galassie e buchi neri. Un’idea ampiamente diffusa descrive il fenomeno come segue: la forte radiazione dal centro galattico in cui si trova il buco nero super-massiccio ionizza il gas circostante e influenza anche il gas molecolare che è l’ingrediente della formazione stellare; la forte radiazione attiva o sopprime la formazione di stelle delle galassie. Tuttavia, gli astronomi non comprendono ancora la vera relazione tra l’attività dei buchi neri super-massicci e la formazione di stelle delle galassie.

Quindi, l’osservazione dell’interazione tra il flusso nucleare e le attività di formazione delle stelle è la chiave per svelare il mistero della co-evoluzione. Per questo, il team dell’ASIAA si è concentrato su un particolare tipo di oggetti, chiamati “galassie oscurate dalla polvere” (DOG) che hanno una caratteristica rilevante: nonostante siano molto indistinte alla luce visibile, sono molto luminose alla luce infrarossa. Gli astronomi credono che le DOG ospitino buchi neri super-massicci nei loro nuclei.

galassia WISE1029
La galassia WISE1029: a sinistra alla luce visibile, a destra alla luce infrarossa

In particolare, una DOG rinominata WISE1029+0501 (in seguito solo WISE1029) sta emettendo gas ionizzato dalla forte radiazione del suo buco nero super-massiccio. Sfruttando l’eccezionale sensibilità di ALMA, il team ha analizzato il CO e la fredda polvere di WISE1029. Sorprendentemente, non sono emersi segni di fuoriuscita di gas molecolare e l’attività di formazione delle stelle non è stata né attivata, né soppressa. Quindi, quello di WISE1029 è un caso raro.

Nonostante molte relazioni affermino il contrario, i risultati dello studio del team dell’ASIAA suggeriscono che la radiazione da un buco nero super-massiccio non sempre influenza il gas molecolare e la formazione delle stelle della sua galassia madre. Questi risultati complicano ancora di più il mistero della co-evoluzione, ma allo stesso tempo stimolano ulteriormente la ricerca degli astronomi per svelare l’arcano.