Come i buchi neri influiscono sull'evoluzione delle galassie

L'osservatorio per raggi-X Chandra ha fornito nuove spettacolari immagini relative ai forti venti che vengono causati dall'attività dovuta alla presenza di un buco nero supermassiccio nel nucleo di una galassia vicina, NGC 1068. Questa scoperta è una ulteriore prova del fatto che i buchi neri possono influire sulla storia evolutiva delle galassie nelle quali essi risiedono. Infatti, per anni gli astronomi si sono basati sull'idea secondo cui i buchi neri supermassicci hanno una vita parallela a quella delle rispettive galassie ospiti e che il materiale che viene spazzato via dal buco nero, rispetto a quello che invece cade verso l'interno, altera l'evoluzione stessa della galassia.    

Una domanda chiave è se questo processo detto "black hole blowback" rilascia una quantità tale di energia da avere un impatto significativo. I getti relativistici che vengono emessi dalle regioni centrali dei nuclei galattici presenti negli ammassi come Perseo influiscono sulla struttura stessa delle proprie galassie, anche se ciò è raro. Che ne è invece di quelle galassie che presentano venti meno potenti e meno focalizzati e che perciò dovrebbero essere molto più comuni? "Siamo stati interessati a questo caso perché volevamo capire ciò che un buco nero di massa intermedia è in grado di fare con la propria galassia e abbiamo escluso i buchi neri di masse maggiori che sono presenti, sia pure raramente, nelle galassie più grandi" dice Dan Evans del Massachusetts Institute of Technology (MIT). Evans e collaboratori hanno utilizzato il satellite Chandra per osservare NGC 1068, una galassia vicina e brillante, che contiene un buco nero supermassiccio in rapida rotazione. La massa del buco nero è circa due volte quella del buco nero nel centro della Via Lattea e le cui dimensioni rientrano nella norma. Le immagini ai raggi-X e gli spettri ottenuti mediante lo spettrometro Chandra's High Energy Transmission Grating Spectrometer (HETGS) hanno messo in evidenza la presenza di un forte vento che si origina dalle regioni centrali di NGC 1068 e che si muove con una velocità di circa qualche milione di chilometri all'ora. Il vento è generato dal gas circostante che viene accelerato e riscaldato man mano che si accresce attorno al buco nero. Una parte del gas viene attratta verso il centro nel buco nero e in parte viene rigurgitata, per così dire, verso l'esterno. L'emissione di alta energia sottoforma di raggi-X prodotta dal gas in prossimità del buco nero riscalda il gas che viene espulso verso l'esterno determinando così la sua emissione sottoforma di raggi-X di più bassa energia.

Le osservazioni di NGC 1068 sono molto dettagliate rispetto ad ogni altra osservazione ottenuta nella banda-X dello spettro elettromagnetico. E' stato infatti possibile ottenere una mappa ad alta definizione del volume di spazio a forma di cono modellato dai venti emessi dal buco nero. Combinando le misure della velocità delle nubi di gas e della sua densità, Evans ha calcolato che una massa pari ad alcune volte la massa solare viene spazzata nel mezzo intergalattico ogni anno, raggiungendo distanze dell'ordine di 3000 anni-luce dal nucleo. Inoltre, il vento è in grado di trasportare abbastanza energia da riscaldare il gas circostante e causare una diminuzione del tasso di formazione stellare. Ulteriori studi spettrofotometrici di altre galassie vicine avranno lo scopo di esaminare l'impatto dei venti originati nei nuclei galattici attivi allo scopo di comprendere l'evoluzione sia delle galassie che dei buchi neri. "Forse nel futuro il buco nero della nostra galassia sarà caratterizzato da una attività simile determinando la fine della formazione di nuove stelle nelle regioni centrali della Via Lattea" conclude Evans.