Una piccola casa per un grande buco nero

Nonostante gli scienziati credano che la maggior parte delle galassie di grandi dimensioni possieda al proprio centro un buco nero supermassivo (ossia la cui massa è superiore a un milione di masse solari), la composizione delle galassie più piccole è sempre stata meno chiara. La scoperta di un buco nero supermassivo situato al centro di una galassia nana ultra-compatta, descritta in uno studio pubblicato su Nature, sembra finalmente fornire qualche importante informazione al riguardo, suggerendo che molte altre galassie nane potrebbero ospitare al proprio centro un buco nero di grandi dimensioni. 

Le galassie nane ultra-compatte, le cui dimensioni sono solitamente comprese tra i 100 e i 200 anni luce, sono tra i sistemi più densi di tutto l’Universo. Stime sulla loro massa hanno mostrato che molte di queste galassie sono di fatto molto più massive di quanto si fosse ipotizzato, ma finora gli scienziati non erano stati in grado di fornire una spiegazione al fenomeno. La scoperta presentata su Nature prova ora a dare una risposta: la presenza di buchi neri supermassivi al centro delle galassie sarebbe infatti in grado di giustificare la massa aggiuntiva stimata.

Il buco nero in questione è stato individuato da un team di ricercatori condotto da Anil Seth della University of Utah, e si trova al centro della galassia nana ultra-compatta più luminosa conosciuta, M60-UCD1. Seth e colleghi hanno anche stimato che il buco nero da solo costituisce il 15% della massa totale di M60-UCD1 e hanno ipotizzato che esso si trovasse una volta al centro di una galassia più grande, di cui M60-UCD1 sarebbe quello che è rimasto in seguito alle collisioni con altre galassie.

“Non conosciamo nessun altro motivo per cui un buco nero così grande dovrebbe trovarsi in un oggetto così piccolo,” ha spiegato Seth: “Ci sono moltissime galassie nane simili, e, messe insieme esse potrebbero contenere lo stesso numero di buchi neri contenuti al centro delle galassie normali.”

Per la loro scoperta, gli astronomi hanno usato il telescopio Gemini North, situato a Manua Kea, Hawaii, che lavora nell’ottico e nell’infrarosso. Ulteriori immagini, scattate da Hubble, sono state utilizzate per individuare il buco nero al centro di M60-UCD1. Il team è anche riuscito a stimare la massa dell’oggetto (21 milioni di masse solari) misurando la velocità e il moto delle stelle in orbita attorno ad esso e tramite la quantità di luce emessa dalla galassia. Le stelle al centro di M60-UCS1 si muovono infatti a una velocità di circa 230mila miglia all’ora, un valore molto maggiore di quello aspettato se il buco nero non fosse presente.

Se la maggior parte delle galassie nane contenesse un simile buco nero al loro centro, concludono gli scienziati, il numero di buchi neri supermassivi contenuti nel nostro universo locale aumenterebbe moltissimo.

Riferimenti: Nature doi: 10.1038/nature13762 

Credits immagine:  NASA, ESA, STScI-RCC14-41a