Un team di astronomi, guidato dal Dottor James Nightingale del Dipartimento di Fisica della Durham University, nel Regno Unito, ha scoperto uno dei più grandi buchi neri mai trovati sfruttando un fenomeno noto come lente gravitazionale. Il lensing gravitazionale – fenomeno in cui una galassia in primo piano devia la luce proveniente da un oggetto più distante e lo ingrandisce – e le simulazioni al supercomputer presso la struttura DiRAC HPC, hanno permesso al team di esaminare da vicino come la luce viene deviata da un buco nero all’interno di una galassia a centinaia di milioni di luce anni dalla Terra. Il team ha simulato il viaggio della luce attraverso l’Universo centinaia di migliaia di volte, con ogni simulazione che includeva un buco nero di massa diversa, il che cambiava il viaggio della luce verso la Terra.
30 miliardi di volte la massa del nostro Sole
Quando i ricercatori hanno incluso un buco nero ultramassiccio in una delle loro simulazioni, il percorso intrapreso dalla luce dalla galassia lontana per raggiungere la Terra corrispondeva al percorso visto nelle immagini reali catturate dal telescopio spaziale Hubble. Ciò che il team ha trovato è un buco nero ultramassiccio nella galassia in primo piano: un oggetto di oltre 30 miliardi di volte la massa del nostro Sole, una scala vista raramente dagli astronomi.
Questo è il primo buco nero trovato usando la lente gravitazionale: i risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Monthly Notice della Royal Astronomical Society.
I buchi neri ultramassicci sono gli oggetti più massicci dell’universo, tra 10 miliardi e 40 miliardi di volte la massa del Sole. Gli astronomi ritengono che possano trovarsi al centro di tutte le grandi galassie, come la Via Lattea. I buchi neri ultramassicci sono rari e sfuggenti e le loro origini non sono chiare. Alcuni credono che si siano formati dalla fusione estrema di massicce galassie miliardi di anni fa, quando l’universo era ancora giovane.
Il Dott. Nightingale ha affermato che anche lui ha faticato a “comprendere quanto sia grande” il buco nero scoperto. “Anche come astronomo, trovo difficile capire quanto sia grande questa cosa”, ha detto a BBC Radio Newcastle. “Se guardi il cielo notturno e conti tutte le stelle e i pianeti che riesci a vedere e li metti in un unico punto, sarebbe una frazione di punto percentuale delle dimensioni di questo buco nero. Questo buco nero è più grande della maggior parte delle galassie nell’universo”. L’esperto ha detto che la scoperta “spinge la nostra comprensione dell’astronomia ai limiti”, aggiungendo: “come si forma un buco nero così grande in soli 13 miliardi di anni di esistenza dell’universo?”.
Guardando indietro nel tempo cosmico
La maggior parte dei più grandi buchi neri che conosciamo sono in uno stato attivo, in cui la materia avvicinata al buco nero si riscalda e rilascia energia sotto forma di luce, raggi X e altre radiazioni. Il lensing gravitazionale consente di studiare i buchi neri inattivi, cosa attualmente non possibile nelle galassie lontane. Questo approccio potrebbe consentire agli astronomi di scoprire buchi neri molto più inattivi e ultramassicci di quanto si pensasse in precedenza e indagare su come sono diventati così grandi.
La storia di questa particolare scoperta è iniziata nel 2004, quando l’astronomo della Durham University, il Professor Alastair Edge, ha notato un arco gigante di una lente gravitazionale durante la revisione delle immagini di un survey di galassie. 19 anni dopo e con l’aiuto di alcune immagini ad altissima risoluzione dal telescopio Hubble della NASA e dalle strutture del supercomputer DiRAC COSMA8 presso la Durham University, il Dottor Nightingale e il suo team sono stati in grado di rivisitarlo ed esplorarlo ulteriormente.
Esplorando i misteri dei buchi neri
Il team spera che questa scoperta sia il primo passo per consentire un’esplorazione più approfondita dei misteri dei buchi neri e che i futuri telescopi su larga scala aiuteranno gli astronomi a studiare buchi neri ancora più distanti per saperne di più sulle loro dimensioni e scala.
