Il gigantesco buco nero al centro della nostra galassia ha uno spin inaspettato, probabilmente il risultato di una fusione con un altro grande buco nero. La fusione è avvenuta quasi certamente con il buco nero più piccolo, ma comunque tecnicamente supermassiccio, al centro di una galassia che è stata inghiottita dalla Via Lattea. La prima immagine di un buco nero ottenuta dall’Event Horizon Telescope, seguita da quella del nostro Sagittarius A*, ha suscitato grande eccitazione. Due astronomi ritengono di aver notato qualcosa nelle ultime immagini che gli altri hanno trascurato. Concludono che Sagittarius A* sta ruotando sorprendentemente veloce per un oggetto della sua età e dimensioni. Inoltre, la direzione della sua rotazione non è allineata con quella della galassia della Via Lattea nel suo complesso, come ci si potrebbe aspettare. Il dottor Yihan Wang e il professor Bing Zhang dell’Università del Nevada, Las Vegas, sostengono che queste caratteristiche rappresentino l’eredità di una fusione importante con un buco nero di dimensioni simili.
C’è ancora un dibattito sulle origini dei buchi neri supermassicci (SMBH) che si trovano al centro della maggior parte, se non di tutte, le galassie di medie o grandi dimensioni. Una volta che vengono creati, tuttavia, ci sono due processi attraverso i quali crescono fino a diventare centinaia di milioni o decine di miliardi di volte più massicci del Sole. Uno di questi è l’accrescimento, dove il gas spirala nel SMBH, creando un disco fiammeggiante nel processo. Il secondo processo avviene attraverso fusioni con altri buchi neri. Poiché i SMBH sono molto più rari dei buchi neri stellari, e le loro fusioni ancora più rare, non abbiamo ancora rilevato le onde gravitazionali da tali eventi colossali. Tuttavia, ci sono molte ragioni per essere sicuri che ciò accada: vediamo galassie che si fondono e prove di fusioni passate nella Via Lattea. Quando ciò accade, ci si aspetta che i buchi neri orbitino inizialmente l’uno intorno all’altro. Alla fine, tuttavia, tali orbite si deterioreranno e una fusione creerà qualcosa di ancora più supermassiccio.
Resta ancora un dibattito sull’importanza relativa dell’accrescimento e delle fusioni, con la teoria della fusione gerarchica dei buchi neri che sostiene l’importanza di quest’ultima. Ora sembra che abbiamo prove vicine a casa (in termini cosmici). Quando le stelle si fondono, il momento angolare donato dall’oggetto più piccolo può far sì che il prodotto si acceleri. Questa è stata considerata la spiegazione più probabile per alcune stelle che ruotano in modo anomalo veloce, e gli astronomi sono stati in grado di calcolare le caratteristiche probabili dell’oggetto interessato. Ha senso che lo stesso processo possa verificarsi per i SMBH, ma è più difficile fare analisi forensi su un oggetto che vediamo solo dalla sua ombra anziché vederlo direttamente. Tuttavia, Wang e Zhang sospettano che la fusione abbia avuto luogo 9 miliardi di anni fa, quando la Via Lattea si è fusa con la Galassia Gaia-Encelado e il rapporto tra le masse dei due SMBH era di 4:1.
Se Gaia-Encelado si fosse avvicinata approssimativamente dalla direzione del piano della Via Lattea, Sagittarius A* ruoterebbe velocemente, ma non ci sarebbe un chiaro indizio sulla causa. Tuttavia, l’apparentemente ripida angolazione tra la direzione in cui il buco nero ruota e l’asse di rotazione galattico è più sospetta. Il duo ha modellato diversi scenari e ha scoperto che solo un angolo di inclinazione di 145-180° tra il SMBH di Gaia-Encelado in arrivo e la precedente rotazione di Sagittarius A* spiega ciò che sappiamo. Sostengono che alcuni modelli di accrescimento potrebbero spiegare il tasso di rotazione, ma non l’angolo, e altri l’angolo ma non il tasso.
Possiamo rilevare lo spin di un SMBH dal modo in cui influisce sul movimento degli oggetti vicini, e ci aspettiamo che di solito ruotino nel piano della galassia nel suo complesso, essendo stati formati insieme. Assomiglia al modo in cui la maggior parte delle stelle, compreso il nostro Sole, ruotano con un equatore approssimativamente allineato alle orbite dei loro pianeti. Questa scoperta apre la strada alla nostra comprensione di come i buchi neri supermassicci crescano ed evolvano, ha dichiarato Wang in una nota. Lo spin ad alta velocità non allineato di Sgr A* indica che potrebbe essersi fuso con un altro buco nero, alterando drasticamente l’ampiezza e l’orientamento della rotazione. Questo evento fornisce non solo prove della teoria della fusione gerarchica dei buchi neri, ma anche approfondimenti sulla storia dinamica della nostra galassia, ha detto Zhang.
Sono in programma rilevatori di onde gravitazionali più avanzati nello spazio, con uno dei motivi per rilevare le fusioni di SMBH da ere simili a quando questo evento è avvenuto. Tali onde sono troppo indebolite dallo sbilanciamento dello spaziotempo per essere rilevate dai sistemi esistenti. Wang e Zhang considerano la fusione che descrivono un segno incoraggiante per l’idea che tali eventi fossero una volta abbastanza comuni da permettere agli strumenti pianificati di trovarne alcuni. Lo studio è pubblicato in open access su Nature Astronomy.
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