Immagine artistica che mostra Arp 220, una galassia locale, catturata dall’Hubble Space Telescope e modificata con i risultati ottenuti dall’Herschel Space Observatory. Crediti: NASA/JPL-Caltech.
L’Herschel Space Observatory dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) ha rivelato che le galassie con i più potenti e attivi buchi neri supermassicci nel loro core producono meno stelle di quanto non lo facciano le galassie con buchi neri supermassicci centrali meno attivi.
I risultati hanno dimostrato per la prima volta che i buchi neri vengono ad attenuare la formazione stellare e questo deve essere avvenuto quando l’universo aveva almeno la metà della sua età media stimata in circa 12-13 miliardi di anni.
Herschel è un missione dell’ESA guidata con importanti contributi della NASA.
“Vogliamo sapere come la formazione stellare e l’attività dei buchi neri supermassicci siano correlate” ha affermato Mathew Page del Mullard Space Science Laboratory dell’University College di Londra, Regno Unito, e autore capo del paper che descrive queste scoperte sulla rivista Nature di questa settimana. “I due processi aumentano insieme fino ad un certo punto, ma i buchi neri più energetici sembrano spegnere la foramzione stellare”.
I buchi neri supermassicci, che hanno una massa milioni di volte quella del Sole, si ritiene risiedano nel cuore di tutte le galassie di grandi dimensioni. Quando il gas cade su questi enormi oggetti, il materiale viene accelerato e riscaldato attorno al buco nero, rilasciando grandi quantità di energia.
All’inizio della storia dell’universo, questi giganteschi e luminosi oggetti, chiamati nuclei galattici attivi, dovevano essere molto più luminosi e molto più energetici. La formazione stellare inoltre doveva essere anch’essa molto più attiva.
Gli studi delle galassie vicine suggeriscono che i buch neri supermassicci possono “inibire” la formazione stellare ma si tratta di studi che permettono solo di avere delle istantanee in tempo reale anche danno un’idea chiarra sulla relazione tra nuclei galattici attivi e formazione stellare, specialmente nel corso della storia cosmica di formazione delle galassie.
“Per capire come un nucleo galattico attivo influenzi la formazione stellare nella storia dell’universo abbiamo analizzato un periodo durante il quale la formazione stellare era molto alta, tra gli gli 8 e i 12 miliardi di anni fa” ha affermato il co-autore della ricerca, James Bock, Senior Research Scientist presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA, Pasadena, California e co-coordinatore dell’Herschel Multi-tiered Extragalactic Survey. “A quell’epoca le galassie si stavano formando in media ad una velocità 10 volte maggiore di quella attuale. Molte di queste galassie sono incredibilmente luminose, almeno più di 1 000 volte la nostra Via Lattea”.
Per un nuovo studio, Page e i suoi colleghi hanno utilizzato i dati di Herschel che ha sondato 65 galassie alle lunghezze d’onda infrarosse.Queste lunghezze d’onda rivelano la rate di formazione stellare, perchè la maggior parte dell’energia emesa dalle stelle che si stanno formando riscalda la polvere circostante, che a sua volta re-irradia la luce stellare in lunghezze d’onda infrarosse.
I ricercatori hanno fatto un confronto delle loro letture nell’infrarosso con le emissioni in X dai buchi neri supermassicci centrali nello studio della survey delle galassie misurata da Chandra X-ray Observatory. A più basse intensità, la luminosità di un buco nero e la formazione stellare aumentano in sintonia. Tuttavia, la formazione stellare diminuisce drasticamente nelle galassie con i buchi neri supermassicci centrali più energetici. Gli astronomi pensano che l’afflusso di gas dà vita a nuove stelle e a nuovi buchi neri supermassicci. Alimentare troppo un buco nero, tuttavia, comporta un’emissione di radiazione nella galassia che impedisce al materiale ad aggregarsi a formare nuove stelle.
“Ora che notiamo il rapporto fra i buchi neri supermassicci attivi e la formazione stellare, vogliamo anche sapere di più su come funziona questo processo” ha affermato Bill Banchi, Scienziato del Programma Herschel presso il Quartier Generale della NASA a Washington. “La formazione stellare si interrompe sin dall’inizio con la formazione delle galassie più luminose di questo tipo, oppure tutti i buchi neri attivi alla fine vengono a spegnere la formazione stellare mentre quella energetica va più velocemente nei buchi neri meno attivi che non in quellii attivi?
Herschel è una missione spaziale dell’Agenzia Spaziale Europea con strumenti scientifici forniti da consorzi e istituti europei e con la partecipazione importante della NASA.
Per maggiori informazioni: http://www.nasa.gov/herschel . Il sito di Herschel dell’ESA è disponibile su: http://www.esa.int/SPECIALS/Herschel .
M. J. Page et al., The suppression of star formation by powerful active galactic nuclei, Nature 485, 213–216, 10 May 2012, doi:10.1038/nature11096, è disponibile su: http://www.nature.com/nature/journal/v485/n7397/full/nature11096.html
Fonti: http://www.nasa.gov/mission_pages/herschel/multimedia/pia15625.html e http://www.nasa.gov/mission_pages/herschel/news/herschel20120509.html
Sabrina