Un nuovo studio basato su oltre vent’anni di dati dell’osservatorio a raggi X Chandra della NASA mostra che molte galassie piccole potrebbero non ospitare un buco nero supermassiccio nel loro centro.
Questa scoperta mette in discussione un’idea molto diffusa: che quasi tutte le galassie dell’Universo, grandi o piccole, abbiano un enorme buco nero nel nucleo.
Il team di astronomi ha studiato più di 1600 galassie, da quelle molto grandi, con masse superiori alla Via Lattea, fino alle galassie nane, che sono molto meno massicce. I dati mostrano che oltre il 90% delle galassie più grandi presenta una sorgente brillante di raggi X nel centro, segno della presenza di un buco nero attivo. Ma per le galassie più piccole, con una massa simile o inferiore a quella della Grande Nube di Magellano, la situazione è molto diversa: solo il 30% circa mostra segnali simili.
La luce X che vediamo arriva dal gas che cade verso il buco nero e si riscalda. Se non vediamo questa luce, ci sono due possibilità: o il buco nero è lì ma non emette abbastanza raggi X per essere visto, oppure non c’è proprio. I ricercatori hanno tenuto conto di entrambe le opzioni, ma propendono per la seconda: molte galassie piccole non hanno un buco nero centrale.
Una scoperta che dice molto sulla nascita dei buchi neri
Capire quanti buchi neri ci sono nelle galassie, anche in quelle più piccole, aiuta a rispondere a una domanda ancora aperta: come si formano i buchi neri supermassicci?
Ci sono due idee principali. La prima dice che i buchi neri supermassicci nascono già grandi, quando grandi nubi di gas collassano direttamente. La seconda ipotesi dice che crescono lentamente, partendo da buchi neri piccoli nati dalla morte di stelle molto massicce.
Se fosse giusta la seconda ipotesi, ci aspetteremmo di trovare buchi neri anche nelle galassie nane, perché stelle grandi si formano ovunque, anche in ambienti poco massicci. Ma il fatto che molte di queste galassie non ne abbiano sembra andare nella direzione opposta: i buchi neri più grandi nascono già con grandi masse e quindi si formano più facilmente nelle galassie più grandi e dense.
Questo studio suggerisce poi che i buchi neri supermassicci sono più rari di quanto si pensasse, almeno nelle galassie di piccole dimensioni. E questo cambia il modo in cui pensiamo alla loro nascita ed evoluzione, soprattutto nei primi miliardi di anni dopo il Big Bang.
Cosa cambia per le osservazioni future?
Questi risultati cambiano anche le previsioni su ciò che potremo osservare in futuro. Per esempio, se molte galassie nane non hanno buchi neri, ci saranno meno fusioni tra buchi neri di piccole galassie. Questo vuol dire meno onde gravitazionali di questo tipo da rilevare con strumenti come LISA, la missione dell’Agenzia Spaziale Europea prevista per il prossimo decennio, che sarà il primo osservatorio per onde gravitazionali nello spazio.
Anche un altro tipo di evento, i cosiddetti “eventi di distruzione mareale”, potrebbe essere meno comune nelle galassie nane. Questi eventi avvengono quando una stella passa troppo vicino a un buco nero e viene distrutta dalla sua gravità. Se mancano i buchi neri, mancano anche questi eventi.
In futuro, telescopi più sensibili potrebbero trovare buchi neri piccoli e deboli, oggi invisibili. Ma i dati di Chandra sembrano dire che molte galassie piccole non li hanno proprio. Un risultato che spinge a rivedere l’idea che ogni galassia abbia un buco nero supermassiccio, e che offre nuove tracce per studiare come nascono questi oggetti così misteriosi…
Lo studio, pubblicato su The Astrophysical Journal, è reperibile qui in versione pre-print.
