Un censimento cosmico triplica il numero conosciuto di buchi neri nelle galassie nane

Un censimento colossale del cosmo ha più che triplicato il numero di buchi neri attivi noti che risiedono nelle galassie in miniatura e ha trovato il più grande bottino di buchi neri di peso medio fino ad oggi. Il sondaggio ha individuato circa 2.500 galassie nane con buchi neri attivamente nutriti al loro centro, rispetto ai circa 500 conosciuti in precedenza, come riportano i ricercatori in un documento inviato il 31 ottobre su arXiv.org. Il team ha anche trovato quasi 300 nuovi candidati a buchi neri di massa intermedia, un aumento rispetto ai circa 70 possibili rilevamenti precedenti. Aiutaci a migliorare partecipando al nostro sondaggio per i lettori di 15 domande. Questo è sufficiente per iniziare a studiare questi buchi neri come gruppo, piuttosto che in isolamento, afferma l'astronoma Ragadeepika Pucha dell'Università dello Utah a Salt Lake City. Questi studi su larga scala potrebbero risolvere molti misteri su come i buchi neri e le loro galassie evolvono insieme. Ogni grande galassia sembra essere centrata su un buco nero supermassiccio. Questi giganti sono più di un milione di volte più massicci del sole. Ma gli astronomi non sono sicuri di come i buchi neri siano arrivati lì. "È un po' una questione del tipo "chi è nato prima: l'uovo o la gallina?" tra galassie e buchi neri", dice la coautrice Stéphanie Juneau, un'astronoma presso NOIRLab a Tucson. "Quale si è formata per prima? Uno controlla l'altro?" Le galassie nane e i buchi neri di medie dimensioni potrebbero essere i posti migliori per cercare risposte. Si pensa che questi piccoli oggetti rappresentino le prime fasi della crescita delle galassie e dei buchi neri, oggetti che sono sfuggiti a molte fusioni con altri buchi neri e galassie nel corso del tempo cosmico. "Per ottenere un quadro completo della formazione e dell'evoluzione delle galassie, dobbiamo capire come evolvono e crescono queste piccole galassie", afferma Pucha. Pucha e i suoi colleghi si sono rivolti ai primi dati di un progetto presso il Telescopio Mayall in Arizona per creare una maestosa mappa tridimensionale dell'universo. Solo nel suo primo anno, il Dark Energy Spectroscopic Instrument, o DESI, ha osservato quasi 1,5 milioni di galassie. Il team ha esaminato alcune di quelle galassie nane alla ricerca di quelle che emettono lunghezze d'onda di luce legate al disco caldo di gas e polvere che ruota intorno a un buco nero attivamente alimentato. Il team ha trovato che circa il 2% delle quasi 115.000 galassie nane nello studio emettono tale luce, rispetto al 0,5% delle galassie nane riscontrate nei precedenti rilevamenti. Il team ha anche determinato le masse dei buchi neri in più di 4.000 galassie, nane e non. Poi ha cercato buchi neri di massa intermedia, con masse comprese tra circa 100 e un milione di volte quella del sole. "Questi sono molto importanti perché ci dicono come i primi buchi neri siano stati formati nell'universo", afferma Pucha. Se i buchi neri iniziano piccoli e crescono attraverso fusioni con altri buchi neri, allora l'universo dovrebbe essere disseminato di questi buchi di media grandezza che rappresentano le fasi intermedie della crescita. Pucha e i suoi colleghi hanno trovato circa 150 rilevamenti sicuri nei dati del DESI e circa lo stesso numero di rilevamenti provvisori, un rendimento che suggerisce che i primi buchi neri dell'universo erano relativamente leggeri. Ma il telescopio spaziale James Webb, o JWST, ha anche scoperto buchi neri sorprendentemente massicci nel primo universo (SN: 11/1/24). Pucha dice che potrebbe significare semplicemente che il JWST non ha ancora visto i primi buchi neri dell'universo. Questo sondaggio ha probabilmente trovato solo la punta dell'iceberg. Si prevede che l'intero primo set di dati sarà rilasciato a marzo o aprile 2025 e conterrà molte più galassie. Inoltre, ci sono senza dubbio molti altri buchi neri da trovare. "Hanno trovato tutti quelli che sono davvero brillanti come punti luminosi", dice l'astronoma Mallory Molina dell'Università di Vanderbilt a Nashville, che non fa parte del progetto DESI. "Anche con lo strumento di rilevamento più semplicistico che abbiamo, [i ricercatori] stanno comunque trovando un enorme numero in questo sondaggio. C'è molto altro da esplorare."