Scoperto un buco nero nascosto alle origini dell’Universo

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Forse il più lontano buco nero supermassiccio mai osservato.

buco nero nascosto NASA

Credits: X-ray: NASA/CXO/Pontificia Universidad Catolica de Chile/F. Vito; Radio: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); optical: Pan-STARRS

Il buco nero supermassiccio conosciuto come “quasar” è il primo caso di buco nero nascosto scoperto che si trovi ad una distanza così remota.

Un team internazionale

“È straordinariamente difficile trovare quasar in questa fase ammantata perché gran parte della loro radiazione viene assorbita e non può essere rilevata dagli strumenti attuali”, ha detto Fabio Vito della Pontificia Universidad Católica de Chile, a Santiago, in Cile, che ha guidato lo studio.

Insieme a lui un team di astronomi internazionale tra cui Cristian Vignali, dell’Università di Bologna, Riccardo Nanni e Marcella Brusa, del Dipartimento di Fisica e Astrofisica. Roberto Gilli, dell’INAF di Bologna che ha collaborato alla scoperta insieme a Giovanni Zamorani, Francesco Calura, Andrea Comastri e Marco Mignoli, spiega: “Sospettiamo che la maggior parte dei buchi neri supermassicci dell’Universo primordiale siano nascosti: è perciò cruciale individuarli e studiarli per comprendere come possano aumentare la loro massa di un miliardo di soli così velocemente”. La scoperta è stata possibile grazie all’Osservatorio Raggi X Chandra della NASA.

Cosa sono i buchi neri supermassicci

I misteriosi buchi neri supermassicci, o quasar (contrazione di Quasi-stellar Radio Source), che sono milioni o miliardi di volte più massicci del nostro Sole, crescono estraendo materiale da un disco di materia circostante. Sono distanti miliardi di anni luce da noi, ai confini del nostro Universo. Sono estremamente luminosi e sono noti per essere sorgenti di onde radio. Si trovano quindi in regioni dello spazio formate da una notevole presenza di gas. La loro rapida crescita genera grandi quantità di radiazioni in una regione molto piccola attorno al buco nero. Nella loro fase iniziale, una densa nuvola di gas alimenta il materiale nel disco che circonda un buco nero supermassiccio durante il suo periodo di crescita iniziale. Questo “nasconde” gran parte della luce brillante del quasar dalla nostra vista. Man mano che il buco nero consuma materiale e diventa più massiccio, il gas nella nuvola si esaurisce, fino a quando il buco nero e il suo disco luminoso non vengono scoperti.

Le origini del buco nero supermassiccio

E’ pertanto estremamente difficile, come ha affermato Fabio Vito della Pontificia Universidad Católica de Chile individuarli in questa fase. “Questa è stata una sorpresa completa”, ha detto inoltre il co-autore Niel Brandt della Penn State University di University Park, in Pennsylvania. “Era come se ci aspettassimo una falena ma invece abbiamo visto un bozzolo. Nessuno degli altri nove quasar che abbiamo osservato era ammantato, ed è quello che ci aspettavamo.”

Secondo i dati di Chandra il quasar avrebbe avuto origine 850 milioni di anni dopo il Big Bang. E’ coperto da una densa nube di gas che sta probabilmente alimentando la sua crescita. Il dato è fondamentale in quanto sarebbe molto vicino alle fasi iniziali dell’Universo (13,5 miliardi di anni fa).

La scoperta

La nuova scoperta è nata dalle osservazioni di un quasar chiamato PSO167-13, scoperto per la prima volta da Pan-STARRS, un telescopio a luce ottica alle Hawaii. Dal momento che PSO167-13 faceva parte di tali osservazioni, anche questo quasar non sarebbe stato oscurato.

Il team di Vito ha testato questa idea usando Chandra per osservare PSO167-13 e nove altri quasar scoperti con sondaggi ottici. Dopo 16 ore di osservazione, il team ha rilevato solo tre fotoni di luce a raggi X da PSO167-13, tutti con energie relativamente elevate. Poiché i raggi X a bassa energia vengono assorbiti più facilmente di quelli a energia più elevata, la probabile spiegazione è che il gas oscura altamente il quasar. Questo consente di rilevare solo i raggi X ad alta energia.

Una svolta interessante per PSO167-13 è che la galassia che ospita il quasar ha una galassia compagna vicina.  Questa è visibile nei dati precedentemente ottenuti con l’Atacama Large Millimeter Array (ALMA) di antenne radio in Cile e il telescopio spaziale Hubble della NASA. A causa della loro stretta separazione e della debolezza della sorgente di raggi X, il team non è stato in grado di determinare se l’emissione di raggi X appena scoperta è associata al quasar PSO167-13 o alla galassia compagna. In ogni caso la scoperta ha del sensazionale perché si tratta del più distante buco nero nascosto conosciuto.

 

Alcune delle informazioni e dati sono estrapolati dal sito NASA.gov

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