Alla ricerca dei primi buchi neri: perché non riusciamo ad osservarli?

Friday, 19 May, 2017

Alla ricerca dei primi buchi neri: perché non riusciamo ad osservarli?

La scoperta della presenza di buchi neri supermassicci 800 milioni di anni dopo il Big Bang suscita molti interrogativi, primo fra tutti come abbiano fatto a formarsi e crescere, fino a raggiungere masse di miliardi di volte il Sole, in un tempo cosi breve.
La radiazione emessa dal processo di accrescimento di materia su questi oggetti è, in principio, rilevabile da telescopi come Chandra X-ray Observatory. Nonostante l’assidua ricerca effettuata da più team di scienziati, i primi buchi neri attivi si sono dimostrati elusivi, con solo qualche candidato selezionato ancora da confermare.
I buchi neri supermassicci non sono nati cosi come li osserviamo, lo sono diventati grazie all’ingestione di una grande quantità di materia”, afferma Edwige Pezzulli, studentessa di dottorato dell’Università La Sapienza, membro del progetto FIRST finanziato dall’ European Research Council e prima firma della ricerca pubblicata su Monthly Notices of Royal Astronomical Society. “Stiamo cercando di capire come abbiano fatto a crescere senza lasciare nessun segno”.
Lo studio è stato sviluppato da un team composto da sole donne, in collaborazione con l’Istituto Nazionale di Astrofisica, la Scuola Normale Superiore di Pisa e l’Università di Milano Bicocca. Per risolvere l’enigma, le ricercatrici hanno esaminato diversi modelli teorici, confrontandoli con dati osservativi. Quanto trovato, suggerisce che il fenomeno di accrescimento, in questa epoca, si inneschi improvvisamente e duri per brevi periodi. Ciò comporta una riduzione della frazione degli oggetti attivi, rendendo cosi difficile la loro individuazione. Le scienziate hanno raggiunto questa conclusione dopo aver testato molte ipotesi, assumendo che i buchi neri possano superare il cosiddetto “limite di Eddington”, luminosità oltre la quale la pressione di radiazione emessa vince la gravità del buco nero. “Per testare i nostri risultati, bisogna osservare regioni di cielo più ampie nei raggi X, e vedere se riusciamo a trovare i primi buchi neri attivi che i nostri modelli predicono” afferma Raffaella Schneider dell’Università la Sapienza, co-autrice del lavoro e PI del progetto FIRST. “I nostri risultati sono sicuramente promettenti”.

Paper Originale: “Faint progenitors of luminous z∼ 6 quasars: Why do not we see them?”
Pezzulli E., Orofino M., Valiante R., Schneider R., Gallerani S., Sbarrato T.,
2017, MNRAS, 466, 213
https://arxiv.org/abs/1612.04188