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Do intermediate-mass black holes exist?

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Cercare i semi dei buchi neri supermassicci

Il progetto imbh ha perlustrato il cielo notturno alla ricerca di prove di nane bianche erose da minuscoli buchi neri.

Spazio

L’Universo pullula di buchi neri con una massa di milioni di volte superiore al nostro Sole, eppure nessuno ha ancora avvistato un buco nero giovane durante il processo che lo porta a crescere fino a queste enormi dimensioni. Trovare questi buchi neri di massa intermedia era l’obiettivo del progetto imbh, finanziato dall’UE. «Siamo in grado di vedere buchi neri supermassicci da molto lontano e sappiamo che appaiono molto presto nell’Universo», afferma Peter Jonker, coordinatore del progetto. «Tuttavia, è difficile comprendere il modo in cui si sono formati così rapidamente, quando l’Universo ha avuto inizio come un brodo omogeneo. Si può cominciare con un piccolo buco nero, con una massa di dieci volte superiore a quella solare, che poi crescerà di miliardi di volte rispetto al Sole solo in poche centinaia di milioni di anni».

Tasselli mancanti

«Sono presenti molte prove circostanziali circa l’esistenza di una fase intermedia, ma nessuna prova concreta», afferma Jonker. Per trovarle, Jonker e i suoi colleghi della Fondazione degli istituti di ricerca scientifici dei Paesi Bassi hanno cercato prove dinamiche di buchi neri di massa intermedia nei dati raccolti dal satellite Gaia dell’Agenzia spaziale europea. Sono stati assistiti da una curiosa proprietà collegata al modo in cui si prevede che le nane bianche interagiscano con i buchi neri di massa intermedia. Le nane bianche sono ciò che resta di stelle con dimensioni simili a quelle del nostro Sole, i cui strati esterni sono stati spazzati via, lasciando un nucleo brillante di elio delle dimensioni della Terra. Quando si avvicinano a un buco nero supermassiccio, queste stelle svaniscono generalmente dietro l’orizzonte degli eventi prima di essere distrutte dalle forze gravitazionali. Tuttavia, ciò non è il caso per i buchi neri di massa intermedia. «Il fatto che più leggero è il buco nero, più facilmente può distruggere le stelle è leggermente controintuitivo», aggiunge Jonker. Una nana bianca è una stella compatta, con una gravità forte, che può essere distrutta solo da un buco nero di massa intermedia prima di scomparire dietro l’orizzonte degli eventi. Gli astronomi vedono spesso stelle di ogni tipo in procinto di essere consumate dai buchi neri. La luce emessa durante questi processi può fornire indizi sugli elementi costitutivi della stella: se è fatta di elio, gli astronomi possono esseri sicuri di stare osservando la morte di una nana bianca.

Un cibo veloce

Il processo è incredibilmente veloce e ha luogo nell’arco di qualche giorno, eppure il team è stato in grado di individuare diversi possibili esempi. «Finora non siamo ancora certi di aver assistito a tali eventi; ci sono buoni candidati, ma con valide spiegazioni alternative che non possiamo ancora escludere», spiega. Il lavoro è stato sostenuto dal Consiglio europeo della ricerca. «Ci ha enormemente aiutati», afferma Jonker. «Senza quel finanziamento non sarebbe stato possibile». Jonker e il suo team continuano a cercare prove di buchi neri di massa intermedia, impiegando sia le immagini satellitari che le registrazioni di onde gravitazionali. «Si tratta di una fase necessaria», afferma, «per capire il modo in cui i buchi neri supermassicci, come quello al centro della Via Lattea, si formano e crescono così velocemente».

Parole chiave

imbh, buco, nero, massa, intermedia, nana, bianca, supermassiccio, brodo, elio

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