Due articoli in fase di pubblicazione sulla rivista “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” descrivono due ricerche sulla connessione tra lo sviluppo dei buchi neri supermassicci e le galassie che li ospitano. Due team distinti hanno utilizzato osservazioni raccolte dall’Osservatorio per i raggi X Chandra della NASA e altri telescopi concludendo che i buchi neri supermassicci crescono più rapidamente di quanto nuove stelle si formino nelle galassie che li ospitano. Ciò contraddice modelli precedenti che suggerivano una crescita proporzionale alla formazione stellare nelle galassie.

Uno dei due team è stato guidato da Guang Yang della Penn State University e oltre alle osservazioni di Chandra ha utilizzato quelle del telescopio spaziale Hubble e di altri telescopi. Sono inclusi i dati raccolti nel corso delle indagini Chandra Deep Field-South / North e COSMOS-Legacy. Le galassie considerate per questa ricerca sono molto lontane, tra 4,3 a 12,2 miliardi di anni luce dalla Terra.

L’analisi dei dati raccoli indica che il rapporto tra crescita di un buco nero supermassiccio e formazione stellare in una galassia è molto più elevato nelle galassie più massicce. In galassie con una massa stellare complessiva di cento miliardi di masse solari, quel rapporto è dieci volte superiore a quello esistente nelle galassie con una massa stellare complessiva di dieci miliardi di masse solari.

Secondo Niel Brandt, uno degli autori della ricerca e anche lui della Penn State University, è possibile che le galassie più massicce riforniscano in modo più efficiente i loro buchi neri supermassicci di gas freddo. Tuttavia, il meccanismo non è ancora chiaro perciò le ricerche devono continuare.

L’altro team è stato guidato da Mar Mezcua dell’Istituto di scienze spaziali in Spagna e ha studiato 72 galassie al centro di ammassi distanti fino a 3,5 miliardi di luce dalla Terra, quindi decisamente più vicine rispetto a quelle studiate dai loro colleghi. Oltre alle osservazioni di Chandra questo team ha usato quelle dell’Australia Telescope Compact Array, del Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) e del Very Long Baseline Array.

Tra le galassie osservate c’è quella al centro dell’ammasso di Ercole, conosciuto anche come Abell 2152. La galassia si chiama Hercules A ed è una galassia attiva proprio perché il buco nero supermassiccio al suo centro genera forti emissioni elettromagnetiche. L’immagine in basso include dati di Chandra in porpora, del VLA in blu e del telescopio spaziale Hubble in bianco.

Questo team ha stimato le masse dei buchi neri supermassicci nelle galassie osservate grazie a una relazione che la collega alle emissioni radio e ai raggi X associate al buco nero. Il risultato è che le stime sono dieci volte superiori a quelle effettuate con un altro metodo che parte dal presupposto che all’interno di una galassia vi sia una crescita di un buco nero supermassiccio proporzionale alla formazione stellare.

Secondo le stime, quasi metà dei buchi neri supermassicci studiati ha una massa di almeno 10 miliardi di volte quella del Sole. Se quelle stime sono corrette, si tratta di oggetti estremi anche tra i buchi neri, in una categoria che alcuni astronomi chiamano buchi neri ultra-massicci. Anche per questo team ci sono solo ipotesi per spiegare la loro massa.

L’influenza che i buchi neri supermassicci hanno sulle galassie che li ospitano è al centro di varie ricerche. Quelli che vengono chiamati meccanismi di feedback che regolano quell’influenza non sono ancora ben chiari ma è certo che sono importanti nel favorire o nell’inibire la formazione stellare. Per questo motivo, è importante capire anche i meccanismi di sviluppo di questi oggetti estremi.