Una curiosa correlazione tra la massa del buco nero centrale di una galassia e la velocità delle stelle in una vasta struttura grossolanamente sferica, ha lasciato perplessi gli astronomi per anni. Un team internazionale guidato da Francesco Tombesi del NASA Goddard Space Flight Center di Greenbelt, nel Maryland, ora ha identificato un nuovo tipo di deflussi da buco nero: Ultra Fast Outflows (UFO)..
La maggior parte delle grandi galassie contengono un buco nero centrale che pesa milioni di volte la massa del Sole, ma le galassie che ospitano buchi neri più massicci sono anche in possesso di rigonfiamenti che si muovono più velocemente delle stelle. Questo legame ha suggerito una sorta di meccanismo di feedback tra buco nero di una galassia e le sue stelle in formazione.
Eppure non c'era nessuna spiegazione adeguata per come l'attività di un buco nero, che occupa una regione molto più grande del nostro Sistema Solare, possa influenzare una galassia, che comprende regioni circa un milione di volte più grande.
"Questo è stato un vero e proprio enigma. Tutto stava indicando che i buchi neri supermassicci in qualche modo guidano questa connessione, ma solo ora stiamo cominciando a capire come lo fanno", ha detto Tombesi.
I buchi neri attivi acquistano il loro potere con il graduale accrescimento o "alimentazione" di un disco a milioni di gradi gas circostante. Questo disco bollente si trova all'interno di una corona di particelle energetiche e mentre entrambi sono forti sorgenti di raggi X, questa emissione non puó spiegare la propietá della galassia.
Vicino al bordo interno del disco, una frazione della materia orbitante ad un buco nero, viene spesso reindirizzata in un getto di particelle verso l'esterno. Anche se questi getti possono scagliare la materia a metà della velocità della luce, le simulazioni al computer mostrano che depositano la maggior parte della loro energia ben al di là della regione di formazione stellare.
Gli astronomi hanno sospettato che mancava qualcosa. Nel corso dell'ultimo decennio, sono emerse le prove per un nuovo tipo di buco nero. Al centro di alcune galassie attive, le osservazioni nei raggi X a lunghezze d'onda corrispondenti a quelle del ferro, mostrano che questa radiazione è assorbita. Ciò significa che le nubi di gas fresco devono trovarsi di fronte alla sorgente di raggi X. Inoltre queste linee spettrali assorbite sono spostate dalle loro posizioni normali a lunghezze d'onda blueshifted, indicando che le nubi si stanno muovendo verso di noi.
In due studi pubblicati in precedenza, Tombesi ed i suoi colleghi hanno dimostrato che queste nubi rappresentato un tipo distinto di deflusso.
In questo ultimo studio, che compare nel numero del 27 febbraio della Monthly Notices della Royal Astronomical Society, i ricercatori hanno puntato su 42 galassie vicine, utilizzando l'XMM-Newton dell'ESA perfezionando la loro posizione e le proprietà di questi "deflussi ultra-veloci" - o UFO, in breve.
Le galassie, che sono state selezionate dall'All-Sky Catalog Slew Survey prodotto dal satellite della NASA Rossi X-ray Timing Explorer, erano tutti situate a meno di 1,3 miliardi di anni luce di distanza.
I deflussi si presentano nel 40% dei campioni, il che suggerisce che sono caratteristiche comuni di un buco nero alimentato da galassie. In media, la distanza tra le nuvole ed il foro centrale nero è inferiore a un decimo di un anno luce. La loro velocità media è circa il 14% della velocità della luce, ovvero circa 94 milioni miglia all'ora e il team stima che la quantità di materia necessaria per sostenere il flusso in uscita è vicino a una massa solare all'anno - comparabile al tasso di accrescimento di questi fori neri.
"Anche se più lento dei getti di particelle, gli UFO sono in possesso di una velocità molto più veloce rispetto ad altri tipi di deflussi galattici, il che li rende molto più potenti", ha spiegato Tombesi.
"Hanno le potenzialità per svolgere un ruolo importante nella trasmissione degli effetti di retroazione da un buco nero nella galassia".
Con la rimozione di massa che altrimenti cadrebbe in un buco nero supermassiccio, i deflussi ultra-veloci possono mettere un freno alla sua crescita. Allo stesso tempo, gli UFO possono togliere gas dalle regioni di formazione stellare nel bulge della galassia, rallentare o addirittura arrestare la formazione stellare tanto da spazzare via le nubi di gas che rappresentano la materia prima per nuove stelle.
Un simile scenario potrebbe naturalmente spiegare la connessione osservata tra un buco nero di una galassia attiva e il rigonfiamento delle sue stelle.
Tombesi e il suo team prevedono un significativo miglioramento nella comprensione del ruolo di dei deflussi ultra-veloci con il lancio del telescopio a raggi X Japan-led Astro-H, attualmente previsto per il 2014.
Nel frattempo, ha intenzione di concentrarsi sulla determinazione dei meccanismi dettagliati fisici che danno origine agli UFO, un elemento importante per comprendere il quadro generale di come le galassie attive si formano, sviluppano e crescono.
Traduzione A Cura Di Arthur McPaul
Foto in Alto
I buchi neri supermassicci nelle galassie attive sono in grado di produrre getti di particelle sottili (arancione) e più ampi flussi di gas (blu-grigio) conosciuti come deflussi ultra veloci che sono abbastanza potenti per arrestare sia la formazione di stelle nella galassia che la crescita del buco nero. del buco nero e il suo disco di accrescimento. (Credit: concept di credito Artist: ESA / Medialab AOES)
Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2012/02/120227204917.htm
La maggior parte delle grandi galassie contengono un buco nero centrale che pesa milioni di volte la massa del Sole, ma le galassie che ospitano buchi neri più massicci sono anche in possesso di rigonfiamenti che si muovono più velocemente delle stelle. Questo legame ha suggerito una sorta di meccanismo di feedback tra buco nero di una galassia e le sue stelle in formazione.
Eppure non c'era nessuna spiegazione adeguata per come l'attività di un buco nero, che occupa una regione molto più grande del nostro Sistema Solare, possa influenzare una galassia, che comprende regioni circa un milione di volte più grande.
"Questo è stato un vero e proprio enigma. Tutto stava indicando che i buchi neri supermassicci in qualche modo guidano questa connessione, ma solo ora stiamo cominciando a capire come lo fanno", ha detto Tombesi.
I buchi neri attivi acquistano il loro potere con il graduale accrescimento o "alimentazione" di un disco a milioni di gradi gas circostante. Questo disco bollente si trova all'interno di una corona di particelle energetiche e mentre entrambi sono forti sorgenti di raggi X, questa emissione non puó spiegare la propietá della galassia.
Vicino al bordo interno del disco, una frazione della materia orbitante ad un buco nero, viene spesso reindirizzata in un getto di particelle verso l'esterno. Anche se questi getti possono scagliare la materia a metà della velocità della luce, le simulazioni al computer mostrano che depositano la maggior parte della loro energia ben al di là della regione di formazione stellare.
Gli astronomi hanno sospettato che mancava qualcosa. Nel corso dell'ultimo decennio, sono emerse le prove per un nuovo tipo di buco nero. Al centro di alcune galassie attive, le osservazioni nei raggi X a lunghezze d'onda corrispondenti a quelle del ferro, mostrano che questa radiazione è assorbita. Ciò significa che le nubi di gas fresco devono trovarsi di fronte alla sorgente di raggi X. Inoltre queste linee spettrali assorbite sono spostate dalle loro posizioni normali a lunghezze d'onda blueshifted, indicando che le nubi si stanno muovendo verso di noi.
In due studi pubblicati in precedenza, Tombesi ed i suoi colleghi hanno dimostrato che queste nubi rappresentato un tipo distinto di deflusso.
In questo ultimo studio, che compare nel numero del 27 febbraio della Monthly Notices della Royal Astronomical Society, i ricercatori hanno puntato su 42 galassie vicine, utilizzando l'XMM-Newton dell'ESA perfezionando la loro posizione e le proprietà di questi "deflussi ultra-veloci" - o UFO, in breve.
Le galassie, che sono state selezionate dall'All-Sky Catalog Slew Survey prodotto dal satellite della NASA Rossi X-ray Timing Explorer, erano tutti situate a meno di 1,3 miliardi di anni luce di distanza.
I deflussi si presentano nel 40% dei campioni, il che suggerisce che sono caratteristiche comuni di un buco nero alimentato da galassie. In media, la distanza tra le nuvole ed il foro centrale nero è inferiore a un decimo di un anno luce. La loro velocità media è circa il 14% della velocità della luce, ovvero circa 94 milioni miglia all'ora e il team stima che la quantità di materia necessaria per sostenere il flusso in uscita è vicino a una massa solare all'anno - comparabile al tasso di accrescimento di questi fori neri.
"Anche se più lento dei getti di particelle, gli UFO sono in possesso di una velocità molto più veloce rispetto ad altri tipi di deflussi galattici, il che li rende molto più potenti", ha spiegato Tombesi.
"Hanno le potenzialità per svolgere un ruolo importante nella trasmissione degli effetti di retroazione da un buco nero nella galassia".
Con la rimozione di massa che altrimenti cadrebbe in un buco nero supermassiccio, i deflussi ultra-veloci possono mettere un freno alla sua crescita. Allo stesso tempo, gli UFO possono togliere gas dalle regioni di formazione stellare nel bulge della galassia, rallentare o addirittura arrestare la formazione stellare tanto da spazzare via le nubi di gas che rappresentano la materia prima per nuove stelle.
Un simile scenario potrebbe naturalmente spiegare la connessione osservata tra un buco nero di una galassia attiva e il rigonfiamento delle sue stelle.
Tombesi e il suo team prevedono un significativo miglioramento nella comprensione del ruolo di dei deflussi ultra-veloci con il lancio del telescopio a raggi X Japan-led Astro-H, attualmente previsto per il 2014.
Nel frattempo, ha intenzione di concentrarsi sulla determinazione dei meccanismi dettagliati fisici che danno origine agli UFO, un elemento importante per comprendere il quadro generale di come le galassie attive si formano, sviluppano e crescono.
Traduzione A Cura Di Arthur McPaul
Foto in Alto
I buchi neri supermassicci nelle galassie attive sono in grado di produrre getti di particelle sottili (arancione) e più ampi flussi di gas (blu-grigio) conosciuti come deflussi ultra veloci che sono abbastanza potenti per arrestare sia la formazione di stelle nella galassia che la crescita del buco nero. del buco nero e il suo disco di accrescimento. (Credit: concept di credito Artist: ESA / Medialab AOES)
Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2012/02/120227204917.htm
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