Non solo polvere intorno ai buchi neri al centro delle galassie

Fin dagli anni 70 gli astronomi hanno formulato una teoria sui buchi neri: ognuno di essi sarebbe circondato da una sua nube di polvere a forma di ciambella. Ma una recente osservazione di più di 170 000 buchi neri, condotta con l'aiuto del telescopio spaziale della NASA Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), ha sollevato alcuni dubbi riguardo alla solidità dell'ipotesi dell'universo “a ciambella.”

Il modello unificato dei buchi neri supermassicci ha ormai quasi 50 anni: questa teoria spiega come questi oggetti cosmici, che si trovano al centro di ogni galassia e che sono costituiti dai medesimi elementi, possono apparire molto differenti tra loro, a volte completamente avvolti dalla polvere, a volte perfettamente visibili. La soluzione a questa anomalia si trova nella nube di polvere a forma di ciambella che circonda tutti i buchi neri: la nube di polvere viene vista di taglio dalla terra, ed è per questo che a volte appare densa mentre altre volte è sostanzialmente invisibile.

Ma gli ultimi dati forniti da WISE, che esamina ed effettua una mappatura del cielo con gli infrarossi per rilevare caratteristiche invisibili, si confrontano direttamente con la teoria che da molti anni viene universalmente accettata. Un gruppo di scienziati ha infatti scoperto che in alcuni casi vi è una una struttura diversa da quella a forma di ciambella che può oscurare alcuni buchi neri.

Che cosa costituisca questa struttura, però, è ancora un mistero. “Le nostre scoperte rivelano una particolarità dei buchi neri attivi di cui non eravamo a conoscenza, tuttavia i dettagli rimangono avvolti nel mistero”, ha detto Lin Yan del Processing and Analysis Center del California Institute of Technology di Pasadena. “Speriamo che il nostro lavoro sia d'ispirazione per studi futuri che approfondiscano la conoscenza di questi affascinanti oggetti”.

Gli studi di Yan e del suo team sono focalizzati sui buchi neri che si alimentano (o attivi), ovvero quelli che assorbono il materiale gassoso che li circonda per ingrandirsi. Sono stati osservati dai dati inviati da WISE più di 170 000 buchi neri attivi, e sono poi state effettuate le misurazioni su come questi oggetti siano raggruppati tra loro.

Se il modello unificato fosse vero—ovvero se le galassie apparissero diverse tra loro solamente a causa dell'angolo rispetto al quale osserviamo la nube gassosa—allora tutte le galassie dovrebbero essere ammassate assieme nello stesso modo. Le informazioni fornite da WISE invece mostrano che le galassie sono selettive nella maniera in cui si raggruppano. È risultato che le galassie con buchi neri oscurati sono più ammassate rispetto a quelle che hanno al loro centro dei buchi neri scoperti.

“Lo scopo principale del modello unificato era quello di porre una grande quantità di particelle differenti sotto la stessa classificazione”, ha detto Emilio Donoso, ricercatore post Doc che ha lavorato con Yan e che si trova attualmente all'Instituto de Ciencias Astronómicas de la Tierra y del Espacio in Argentina. “Ora, l'unificazione sotto una stessa teoria diventa più complessa più ci addentriamo nello studio dei dati inviati da WISE”. Se le nuove scoperte fossero confermate, sarebbe necessario modificare il modello unificato per spiegare perché alcuni buchi neri rimangano nascosti.

È possibile trovare una risposta nella cosiddetta materia oscura, la sostanza invisibile che costituisce la gran parte della materia che si trova nell'universo. Ogni galassia si trova all'interno di un alone di materia oscura, e più l'alone è grande più la forza di gravità aumenta: ad ogni aumento della forza di gravità le galassie si avvicinano sempre di più tra loro.

“La teoria unificata venne elaborata per spiegare la complessità di quello che gli astronomi avevano osservato,” ha detto Daniel Stern, scienziato del Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena (California). “Sembra che il modello semplice sia troppo semplice. Come disse Einstein, i modelli dovrebbero essere resi “più semplici possibili, ma non più semplificati”.

C'è ancora molto lavoro da fare per confermare queste ultime scoperte, e  restano ancora molte informazioni di WISE da esaminare. Una cosa è sicura: il nostro universo è un posto più strano rispetto a quello che conoscevamo, o che credevamo di conoscere.