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Buchi Neri Supermassivi Al Centro Delle Galassie: Due Ipotesi A Confronto


4 aprile 2012 ore 10:38   di stellina2012  
Categoria Tecnologia e Scienze  -  Letto da 500 persone  -  Visualizzazioni: 1131

Un buco nero super massivo è il tipo più grande di buco nero esistente, con massa da milioni a miliardi di volte più grande di quella del Sole. Al centro di ogni galassia esiste un buco nero supermassiccio di dimensioni variabili; per esempio nella Via Lattea se ne trova uno che pesa circa 4 milioni di volte il nostro Sole, ma ci sono galassie che nascondono buchi neri supermassivi anche mille volte più pesanti di quello della nostra galassia. Gli astrofisici stanno cercando di capire quali sono i meccanismi possibili che hanno generato "mostri cosmici" di tali dimensioni in tempi "relativamente brevi", e ci sono almeno due ipotesi a confronto in questi giorni.

I buchi neri supermassicci infatti non possono essersi formati col normale processo di accrescimento, cioè aspirando il gas interstellare di cui sono circondati, perché ciò avviene troppo lentamente, ed anche se fossero nati insieme all'Universo, non sarebbero mai arrivati ad avere le dimensioni che hanno.


Il normale processo di accrescimento di un buco nero avviene attraverso la generazione di un disco di gas che ruota intorno all'orizzonte degli eventi, producendo fortissimi getti di energia in varie lunghezze d'onda, soprattutto raggi x. Da questo disco il buco nero assorbe gas e materia con un processo di caduta al suo interno, ma lo fa troppo lentamente per arrivare a spiegare l'esistenza dei buchi neri supermassivi presenti nel cuore delle galassie. Devono esserci allora altri meccanismi che li alimentano e li fanno crescere molto più rapidamente. Vediamo in dettaglio i due modelli recentissimi proposti dai ricercatori.

Buchi Neri Supermassivi Al Centro Delle Galassie: Due Ipotesi A Confronto

La prima ipotesi suppone che i buchi neri supermassicci siano nati circa un miliardo di anni dopo il Big Bang. Poiché le condizioni del giovane Universo e delle giovani galassie erano più turbolente delle attuali, alcuni ricercatori dell’Università Leicester (UK) e della Monash University in Australia, si sono chiesti cosa sarebbe successo se intorno ai buchi neri ci fossero stati più dischi di accrescimento, con differenti angoli dì'inclinazione, e con gas in abbondanza proveniente da differenti direzioni intorno all'orizzonte degli eventi.

Hanno simulato al computer un buco nero con due dischi di accrescimento che gli ruotavano intorno con angolazione differente, ed hanno constatato che dopo un tempo relativamente breve questi dischi cominciavano ad interagire fra loro, generando collisioni di gas ed allargandosi. Quando questi scontri di gas avvenivano vicino all'orizzonte degli eventi, la materia cominciava a cadere freneticamente dentro il buco nero, con una velocità almeno 1.000 volte superiore alle normali condizioni di accrescimento che si hanno con un solo disco. Questo meccanismo avrebbe potuto consentire nell'Universo caotico primordiale la formazione precoce di buchi neri smisurati al centro delle galassie.

Buchi Neri Supermassivi Al Centro Delle Galassie: Due Ipotesi A Confronto

La seconda ipotesi proposta dall'astrofisico Ben Bromley della University of Utah è più convincente. Spiegherebbe la velocità di accrescimento dei buchi neri supermassivi attraverso un meccanismo di smantellamento e di inglobamento vorace di stelle che appartengono a sistemi binari, una volta che sono entrati nel campo gravitazionale del mostro cosmico. Infatti è molto più probabile che un buco nero intercetti una binaria piuttosto che una singola stella, e quando l'ha catturata il buco nero si mangerebbe una sola delle due stelle del sistema, facendo saltare l'equilibrio che le tiene legate. Quindi mentre una stella verrebbe via via risucchiata oltre l'orizzonte degli eventi, la sua compagna sarebbe scaraventata lontano insieme col suo sistema solare, a una velocità di fuga di milioni di chilometri all'ora, diventando una di quelle stelle "iperveloci" denominate così dagli astrofisici.

Buchi Neri Supermassivi Al Centro Delle Galassie: Due Ipotesi A Confronto

Questo meccanismo potrebbe spiegare la grande velocità di crescita dei buchi neri supermassivi, perché le binarie sono molto diffuse; infatti le osservazioni rivelano che almeno la metà delle stelle convive in sistemi binari. Non solo, ma questo modello rende conto accuratamente anche del numero di stelle iperveloci (una ogni 1.000 - 100.000 anni) osservate allontanarsi dalla Via Lattea, come pure del numero degli ammassi stellari che vengono visti dirigersi verso il centro della galassia, dove è ospitato il mostro cosmico supermassiccio e vorace divoratore di stelle.

Buchi Neri Supermassivi Al Centro Delle Galassie: Due Ipotesi A Confronto

E tutto ciò significa che il buco nero nel cuore della Via Lattea, negli ultimi 10 miliardi di anni, avrebbe risucchiato l'equivalente di 10 milioni di masse solari, facendo fuori mezzo sistema binario ogni 1.000 anni. Per la nostra galassia questo "ritmo" giustificherebbe la grandezza del buco nero al suo interno, con una massa pari a 4 milioni di masse solari, e per le galassie di dimensioni maggiori e più densamente popolate di ammassi stellari, spiegherebbe la presenza di buchi neri ancora più massicci. Questa seconda ipotesi sull'origine dei buchi neri supermassivi sembra ai ricercatori più verosimile, perché le osservazioni condotte sui vari tipi di galassie mostrano che il gas necessario a volte c'è e altre volte no, mentre le stelle ci sono sempre! (Ben Bromley, astrofisico della University of Utah)

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