Un bagliore di luce più luminoso di un trilione di soli rivela la posizione di una rara galassia con doppio buco nero

Nuovi brillanti segnali provenienti da una galassia lontana confermano che il sistema è ancorato da una coppia di buchi neri impegnati in una danza audace.

Misteriosi bagliori nel cielo più luminosi di un trilione di soli sono in realtà il bagliore di due buchi neri distanti che ruotano uno attorno all'altro, hanno confermato gli astronomi in nuove osservazioni che risolvono un mistero vecchio di decenni.

Una nuova ricerca scopre che la galassia OJ 287, che si trova a 5 miliardi di anni luce dalla Terra nella costellazione del Cancro, è ancorata a due buchi neri, uno supermassiccio e uno più piccolo. Sebbene questi due buchi neri sembrino un punto nelle immagini del telescopio, inviano diversi tipi di segnali elettromagnetici, consentendo agli astronomi di districare le rispettive identità.

La galassia fu scoperta nel 1888 e da decenni gli astronomi sospettavano che potesse trattarsi di un sistema binario, con due buchi neri al centro. La galassia mostra uno schema di emissioni che varia in due cicli separati, uno di 12 anni e l'altro di 55 anni, suggerendo che si stanno verificando due tipi separati di movimento: uno, l'orbita di un buco nero attorno a un altro; l'altro, il lento cambiamento nell'orientamento di quell'orbita.

Correlato: Qual è il più grande buco nero nell'universo?

Anni di osservazione hanno rivelato eruzioni che si verificano quando un buco nero si tuffa attraverso il disco di accrescimento dell’altro – vasti anelli di materia vorticosa attorno a buchi neri supermassicci – riscaldando la polvere e il gas del disco e creando drammatici lampi di energia attraverso lo spettro elettromagnetico. Questi brillamenti sono più luminosi di un trilione di stelle e durano circa due settimane. Ora, però, i ricercatori hanno osservato due brillamenti ancora più drammatici e di durata molto più breve provenienti dal sistema binario, confermando direttamente l’esistenza dei due buchi neri.

Durante le osservazioni del 2021-2022, i ricercatori guidati dall’astronomo Staszek Zola dell’Università Jagellonica di Cracovia, in Polonia, hanno visto un bagliore che ha prodotto 100 volte più luce di un’intera galassia. Questo lampo è durato solo un giorno. Anche il telescopio Fermi della NASA ha individuato un secondo bagliore di raggi gamma, altrettanto breve. La breve durata di questi brillamenti li ha resi facili da perdere per decenni.

"OJ 287 è stato registrato nelle fotografie dal 1888 ed è stato seguito intensamente dal 1970", ha detto in una nota l'autore principale dello studio Mauri Valtonen del Tata Institute of Fundamental Research di Mumbai, in India. "Si scopre che abbiamo semplicemente avuto sfortuna. Nessuno ha osservato la GU 287 esattamente in quelle notti in cui ha fatto la sua acrobazia di una notte. "

Allora cosa sta succedendo? I ricercatori calcolano che il buco nero più piccolo di OJ 287 abbia circa 150 milioni di volte la massa del nostro sole. Il primo bagliore gigante si è verificato perché questo piccolo buco nero ha avuto un’infusione di nuovo gas da inghiottire, che ha portato alla formazione di un getto di materiale che è uscito dal piccolo buco nero.

— Buco nero "in fuga" delle dimensioni di 20 milioni di soli sorpreso a sfrecciare nello spazio con una scia di stelle appena nate dietro di sé

— Cosa succede al centro di un buco nero?

— Primo piano in assoluto di un buco nero supermassiccio perfezionato dall'intelligenza artificiale

Poco dopo, il piccolo buco nero è passato attraverso il disco di accrescimento del massiccio buco nero, che ha una massa pari a 18 miliardi di volte quella del nostro Sole. Il getto ha interagito con il disco, creando il bagliore di raggi gamma rilevato dal telescopio Fermi.

Presi insieme, questi due brillamenti confermano infine che OJ 287 deve essere un sistema a doppio buco nero, in cui l’oggetto più piccolo passa regolarmente attraverso il disco gassoso del suo vicino più grande.

I ricercatori riportano le loro scoperte nel numero di giugno di The Monthly Notice of the Royal Astronomical Society.

Rimani aggiornato sulle ultime notizie scientifiche iscrivendoti alla nostra newsletter Essentials.

Stephanie Pappas è una scrittrice collaboratrice per Live Science, che tratta argomenti che vanno dalla geoscienza all'archeologia, al cervello e al comportamento umano. In precedenza è stata scrittrice senior per WordsSideKick.com, ma ora è una libera professionista con sede a Denver, in Colorado, e contribuisce regolarmente a Scientific American e The Monitor, la rivista mensile dell'American Psychological Association. Stephanie ha conseguito una laurea in psicologia presso l'Università della Carolina del Sud e un certificato di laurea in comunicazione scientifica presso l'Università della California, Santa Cruz.