Dischi di accrescimento dei buchi neri supermassicci, ecco come avviene l’espulsione della materia

Galassia NGC 4151 (a sinistra) e un primo piano della regione centrale della stessa galassia (a destra). Il cerchio nell'immagine a destra delimita la regione di deflusso, l'area dalla quale il gas comincia il suo viaggio per diffondersi ad altissima velocità fino a grosse distanze (credito: Adam Block/Università dell'Arizona e Judy Schmidt)

Non è vero che tutto ciò che ruota intorno ai buchi neri poi immancabilmente viene risucchiato al loro interno. Molta materia “schizza ” via a seguito di un fenomeno che coinvolge il cosiddetto disco di accrescimento, ossia quel disco di materiali, plasma e gas che circola vorticosamente intorno al buco nero prima di caderci dentro. Anzi la materia che schizza via risulta superiore, in termini di quantità, rispetto a quella che viene inglobata dal buco nero stesso. Parliamo, naturalmente, di buchi neri supermassicci che si trovano al centro delle galassie, quelli più facilmente individuabili proprio perché hanno un luminoso disco di accrescimento intorno.

La materia quantità di materia “espulsa” può essere fino a 1000 volte più grande di quella catturata. Il modello tradizionale sviluppato dagli scienziati vede due fasi per quanto riguarda l’accumulo della materia nelle regioni centrali delle galassie attive, ossia quelle galassie che hanno buchi neri supermassicci con relativi dischi di accrescimento: una fase in cui il flusso di materia ionizzato ad altissima velocità viene espulso dal nucleo e una fase in cui le molecole più lente vanno invece a finire nel nucleo.
E proprio queste due fasi sono state l’oggetto di uno studio realizzato dal ricercatore Daniel May dell’Istituto di astronomia, geofisica e scienze atmosferiche (IAG-USP) dell’Università di San Paolo in Brasile.

“Abbiamo scoperto che anche la fase molecolare, che sembra avere dinamiche completamente diverse dalla fase ionizzata, fa parte del deflusso. Ciò significa che c’è molta più materia che viene spazzata via dal centro e il nucleo galattico attivo gioca un ruolo molto più importante nella strutturazione della galassia nel suo insieme”, spiega May nel comunicato stampa.
Il ricercatore ha in particolare analizzato due galassie attive, NGC 1068 e NGC 4151, e in entrambe le galassie, apparentemente molto diverse, ha individuato lo stesso modello: il disco di accrescimento intorno ai buchi neri al centro delle galassie inizialmente si forma con una nuvola di gas molecolare che collassa.

Questo disco comincia ad emettere fotoni che raggiungono temperature altissime spingendo verso l’esterno quasi tutti i gas. Una piccola parte dei gas viene invece assorbita dal disco e alla fine viene catturata dal buco nero. “Quando la nuvola viene risucchiata nel disco, prendono forma due fasi distinte: una è ionizzata a causa dell’esposizione al disco e l’altra è molecolare e oscurata dalla sua radiazione. Abbiamo scoperto che la parte molecolare è interamente legata alla parte ionizzata, nota come deflusso. Siamo stati in grado di mettere in relazione le due fasi del gas, precedentemente considerate disconnesse, e adattare le loro morfologie in un unico scenario”, spiega ancora il ricercatore.
Si viene a formare una bolla calda in espansione la quale può diventare grandissima ed avere un raggio fino a 300 anni luce. Questa bolla calda in espansione spinge il gas ionizzato sempre più lontano mentre esternamente l’intero disco di accrescimento ci appare come un punto molto luminoso.

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