Gennaio 30, 2023

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I buchi neri forniscono gas extragalattici che sono importanti foraggi per i nuclei galattici attivi

Rigenerazione dall’esterno: i buchi neri al centro delle galassie non si nutrono solo del materiale della loro casa galattica: gran parte del “nutrimento” può provenire dall’esterno, hanno scoperto gli astronomi. Consumati da precedenti collisioni e passaggi ravvicinati, i flussi di gas provenienti da altre galassie spesso forniscono AGN. Ciò fornisce preziosi indizi sui meccanismi attraverso i quali crescono i buchi neri supermassicci.

Anche nel cuore di tutte le galassie La nostra galassia è la Via Lattea – Buchi neri supermassicci seduti. L’enorme gravità di questi giganti modella i moti dei gas galattici e delle stelle, mentre allo stesso tempo la loro attività influenza la formazione delle stelle e quindi la crescita delle galassie. Quando i buchi neri sono attivi, divorano la materia, rilasciando enormi quantità di energia sotto forma di radiazioni e getti di particelle visibili attraverso miliardi di anni luce.

I buchi neri attivi svolgono un ruolo importante nella formazione delle stelle nelle loro galassie. Ma da dove prendono il cibo? © ESO / M. Coltello per cereali, CC entro 4.0

Ma dove prendono questi buchi neri il cibo necessario per la loro crescita? È vero, gli astronomi hanno spesso notato come sono i giganti Gas E Stelle singole divorare. Ma questo da solo non può spiegare la rapida crescita di questi nuclei galattici, in particolare nell’universo primordiale.

Deviazioni rivelatrici

Un’osservazione degli astronomi guidati da Sandra Raimondo dell’Università della California, a Los Angeles, fornisce ora una possibile risposta. Hanno usato l’Anglo-Australian Telescope in Australia per studiare il gas e il moto stellare in 3.068 galassie. Hanno cercato casi in cui il disco interstellare e i gas galattici non ruotavano nella stessa direzione, ma piuttosto deviavano l’uno dall’altro o addirittura in direzioni opposte.

“Deviazioni maggiori superiori a 30 gradi sono considerate una chiara indicazione di un’interazione pre-galattica, ad esempio una fusione di galassie, l’ingorgo di una galassia nana o l’accrescimento di gas extragalattici”, spiegano Raimundo e i suoi colleghi. Quest’ultimo può verificarsi quando la galassia assorbe gas dai vicini vicini o lo cattura da un ex corridoio galattico. Anche la nostra Via Lattea è grande parti extragalattiche.

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Strani gas nelle giovani galassie

La cosa interessante è che gli astronomi sospettano da tempo che questi gas esotici e non periodici svolgano un ruolo importante nel rifornimento di materiale per i buchi neri centrali. “La presenza di strutture che ruotano in modo anomalo migliora il flusso di gas verso il centro della galassia”, hanno spiegato i ricercatori. Questo dà al buco nero centrale più “nutrimento” di quanto si troverebbe normalmente nella regione centrale delle galassie in via di sviluppo.

In effetti, i dati osservativi hanno dimostrato che le discrepanze tra il gas e il movimento stellare sono comuni, specialmente nelle galassie giovani: fino al 25 percento di queste galassie ellittiche o irregolari, l’orientamento del gas e del disco stellare era inclinato di oltre 45 gradi l’uno verso l’altro . In molti casi, i gas hanno formato flussi che si estendono per decine di migliaia di anni luce verso l’esterno, talvolta raggiungendo le galassie vicine.

Il cibo extragalattico aumenta l’attività

E non solo: nelle galassie con componenti gassose extragalattiche, anche i buchi neri centrali erano significativamente più attivi. Gli astronomi hanno scoperto che il 20 percento di tutte le galassie devianti aveva AGN e il 43 percento mostrava un’impronta di rivestimento. come Galassie di rivestimento Ha una quantità particolarmente grande di gas ionizzato al centro ed è quindi considerata una transizione tra nuclei galattici inattivi e attivi.

“Il nostro studio dimostra quindi che la presenza di gas antistellare è associata a una percentuale maggiore di buchi neri supermassicci attivi”, afferma Raimundo. A causa delle galassie prive di tali gas estranei incorporati, solo il 7% aveva nuclei galattici attivi e il 15% erano galassie LINER. “È chiaro che le condizioni nelle galassie devianti sono particolarmente favorevoli per i nuclei galattici attivi e i LINER”, ha affermato il team.

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Altri rifornimenti per il buco nero

Gli astronomi sospettano che il gas alieno sia adatto a “nutrirsi” per due ragioni: in primo luogo, rifornisce la riserva di gas interna della galassia principale, il che significa semplicemente che sono disponibili più scorte per il buco nero. D’altra parte, queste componenti del moto obliquo riducono il momento angolare della materia galattica. Così il gas rallenta e cade più velocemente verso il centro della galassia.

Secondo i ricercatori, i loro risultati confermano che le fusioni e i flussi di gas extragalattici giocano un ruolo importante nell'”alimentare” i buchi neri supermassicci. “Questa è la prima volta che è stato dimostrato un legame diretto tra la presenza di gas estraneo e il rifornimento di cibo per i buchi neri attivi”, afferma la coautrice Marianne Vestergaard del Niels Bohr Institute di Copenaghen. (Astronomia naturale, 2023; doi: 10.1038/s41550-022-01880-z)

Fonte: Natura, Università di Southampton