Nell’ambito di uno sforzo internazionale che ha coinvolto i ricercatori CATA, è stato condotto il conteggio dei buchi neri più completo fino ad oggi, dopo oltre un decennio di ricerca utilizzando osservatori orbitanti e grandi telescopi nel nord del Cile.

Il conteggio più completo dei buchi neri supermassicci nell’universo vicino o locale è stato riportato martedì mattina dal team scientifico internazionale del progetto BASS Survey. Lo studio è durato più di 15 anni di studio inclusa l’eccezionale partecipazione di astronomi e astronomi del Centro cileno di astrofisica e tecnologie correlate (CATA).

La ricerca è pubblicata nell’ultimo numero della rivista Giornale astrofisico e contiene una serie di pubblicazioni scientifiche che hanno utilizzato i dati di grandi telescopi nel nord del nostro paese, gli Stati Uniti e lo Swift Space Observatory della NASA.

In questo modo si è ottenuto un vasto accumulo di informazioni che ha permesso di costruire una mappa dei buchi neri attivi e delle loro intense emissioni nell’universo vicino.

Centinaia di ore di osservazione e analisi sono state necessarie per portare a termine questo compito, esponendo le masse di buchi neri supermassicci nei centri galattici con un livello di dettaglio finora impossibile da raggiungere.

“La mappa è rappresentativa dei buchi neri attivi nell’universo locale. Ha più di 800 buchi neri supermassicci in un intervallo di oltre 5 miliardi di anni luce.

La principale novità è che è stato possibile stimare le proprietà fisiche chiave per un ampio campione di buchi neri supermassicci.come le loro masse e i tassi di accrescimento o crescita”, spiega Claudio Ricci, astronomo dell’Università Diego Portales, ricercatore CATA e uno dei principali scienziati del progetto BASS Survey.

Raggi X cosmici dei buchi neri

Secondo la ricerca, quando una quantità sostanziale di polvere e gas circonda un buco nero supermassiccio, può formare un disco di accrescimento che emette grandi quantità di luce attraverso lo spettro elettromagnetico, raggiungendo un picco nella gamma ottica e ultravioletta, mentre cade nel nero buco. .

Franz Bauer, ricercatore CATA e accademico presso l’Istituto di Astrofisica dell’Università Cattolica, che ha anche partecipato allo studio, spiega che la stessa polvere e gas possono aiutare la nostra visione del cosiddetto motore centrale o nuclei “attivi” delle galassie (AGN per il acronimo in inglese).

Quest’ultimo rende difficile osservare questi giganti con strumenti e tecniche tradizionali. “Ciò significa che, sebbene molti buchi neri supermassicci attirino e crescano attivamente materiale, non possiamo vederli facilmente a lunghezze d’onda visive e non tenerne conto”, afferma.

Questa barriera è stata superata grazie allo strumento a bordo dello Swift Observatory, noto come BAT (Burst Alert Telescope), in grado di rilevare i raggi X ad alta energia, noti anche come “raggi X duri”. Questi sono associati alle emissioni ad alta energia dei buchi neri supermassicci.

“È simile a prendere una radiografia, perché questo strumento ha osservato una frequenza simile. In questo caso, sarebbe come una radiografia cosmica per osservare i nuclei delle galassie dove si trovano questi buchi neri in crescita”, spiega Ezequiel Treister, vicedirettore della CATA e astronomo dell’Università Cattolica del Cile, che ha anche fatto parte dello studio.

Claudio Ricci, lo fa notare a quei livelli di energia, la radiazione interagisce molto poco con il materiale sul suo camminoconsentendo di “rilevare anche alcuni dei buchi neri più oscurati. Questo ci ha permesso di avere un campione quasi completo di buchi neri in fase di accrescimento (crescita) al centro delle galassie vicine”, afferma il ricercatore.

“La velocità con cui crescono questi buchi neri varia enormemente – aggiunge l’astronomo – dall’equivalente della massa di Urano all’anno a quelli che “ingurgitano” l’equivalente di 30 pianeti di Giove in un periodo di tempo comparabile.

Il ruolo del Cile

Oltre allo Swift Observatory e al BAT, in Cile e in altre parti del mondo sono stati utilizzati più di 10 telescopi ottici e infrarossi a terra. Ezequiel Treister, sottolinea che “è un lavoro congiunto, che ha richiesto il lavoro combinato di telescopi nell’emisfero meridionale e settentrionale, per studiare i nuclei attivi delle galassie sparse nel cielo. Le misurazioni di massa sono state possibili grazie alle numerose osservazioni dal deserto cileno”.

Decine di scienziati CATA hanno partecipato all’ampio accumulo di dati nel corso degli anni utilizzando telescopi installati nel deserto di Atacama. Questi includono il Very Large Telescope dell’ESO sul Cerro Paranal (nella regione di Antofagasta), i Magellan Telescopes e il Irénée du Pont Telescope (nella regione di Atacama), insieme al SOAR Telescope, che si trova sul Cerro Pachón nella regione di Coquimbo.

“Misurare le masse dei buchi neri può essere piuttosto complicato e con questo lavoro di collaborazione siamo stati in grado di farlo per un campione molto completo di oggetti nell’universo vicino”, afferma Claudio Ricci.

Uno dei risultati pubblicati in questo studio, condotto dal Cile, è stato ottenuto utilizzando la spettroscopia a infrarossi per misurare le masse di oltre 300 buchi neri supermassicci altamente oscurati.

“Grazie a questi dati, siamo stati in grado di misurare la massa dei buchi neri e rilevare il movimento di nubi rotanti ad alta velocità nel loro ambiente, compresi i sistemi completamente oscurati dove ciò non era possibile. Ciò dimostra l’importanza di combinare più osservatori”, ha affermato il dott. Federica Ricci, che è stata ricercatrice post-dottorato FONDECYT presso l’Università Cattolica e che attualmente sta proseguendo la sua carriera di ricercatrice in Italia.

Gli astronomi concludono che il gran numero di oggetti e l’enorme quantità di dati raccolti negli ultimi anni consentiranno di migliorare la comprensione dei buchi neri.consentendo una migliore comprensione della loro relazione con i loro sistemi host.

I nuovi dati permetteranno di studiare fenomeni come l’accumulo di gas nelle galassie e la sua influenza sulla formazione di alcune stelle, analizzare la crescita accelerata dei buchi neri supermassicci e anche studiare sistemi di buchi neri che possono essere classificati come rari o anormale da considerare, concludono gli astronomi.