Galassia di Andromeda, il grande mistero al centro forse risolto

Orbite di due stelle intorno ad un buco nero supermassiccio prima e dopo il "calcio" gravitazionale (credito: Steven Burrows/JILA)

La galassia di Andromeda, la galassia più vicina alla nostra e distante da noi poco più di un paio di milioni di anni luce, ha una caratteristica che rappresenta un mistero da molti decenni. Questa galassia a spirale è caratterizzata dalla presenza, così come la grandissima maggioranza di tutte le altre galassie, di un buco nero supermassiccio al centro. Tuttavia, diversamente da tutte le altre galassie osservate, le orbite delle stelle intorno al buco nero supermassiccio centrale hanno una forma molto strana, quasi ovale.

Struttura stellare al centro di Andromeda unica nel suo genere

Si tratta di una struttura, quella formata dalle orbite delle stelle nell’area centrale della galassia di Andromeda, molto particolare, unica nel suo genere tanto che gli stessi ricercatori l’hanno denominata “disco nucleare eccentrico”, come spiegato in un nuovo comunicato emesso dall’Università del Colorado a Boulder.
I ricercatori di questa università hanno realizzato un nuovo studio, pubblicato sull’Astrophysical Journal Letters,, nel quale propongono una teoria che spiega come potrebbe essersi formata la strana struttura.

Fusione di due buchi neri supermassicci è la causa

Secondo i ricercatori a far sì che le stelle intorno al buco nero centrale di Andromeda si piazzassero su orbite così strane è stata la fusione di due buchi neri supermassicci. Questa fusione avviene quando due galassie si uniscono: i buchi neri supermassicci al centro si scontrano e poi si fondono creando un “rinculo” maestoso, un’onda d’urto che i ricercatori hanno denominato “calcio gravitazionale” e che può spostare dalle loro orbite milioni di stelle.

Le simulazioni con potenti computer

Come i calcoli effettuati dagli scienziati suggeriscono, miliardi di anni fa Andromeda si è formata dalla fusione di due galassie e la fusione dei due buchi neri che si trovavano al centro di ognuna delle due galassie ha letteralmente trascinato le orbite delle stelle intorno creando la struttura allungata che oggi vediamo.
I ricercatori hanno usato potenti computer per creare modelli di centri galattici con centinaia di stelle che si fondono e che creano il rinculo delle onde gravitazionali.

Simulazioni mostrano “rinculo” gravitazionale

Le simulazioni mostrano che il processo di collisione dei due buchi neri fa spostare questi ultimi con velocità che possono essere calcolate in milioni di miglia orarie. Quando due buchi neri con masse di milioni o anche miliardi di volte quella solare che si spostano all’improvviso a queste velocità può capitare che uno dei due buchi neri schizzi via, sfuggendo alla stessa galassia.
Tuttavia a volte questo può non accadere e si fondono. In questo caso creano il rinculo gravitazionale attirando le stelle intorno a loro e modificando pesantemente le loro orbite. Nelle simulazioni quando ciò avveniva si creava una struttura centrale con una forma molto simile a quella che oggi vediamo al centro della galassia di Andromeda.

Note e approfondimenti

  1. On the Formation of an Eccentric Nuclear Disk following the Gravitational Recoil Kick of a Supermassive Black Hole – IOPscience (IA) (DOI: 10.3847/2041-8213/ac30d9)

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