Gli astronomi potrebbero essere testimoni di un raro evento cosmico in tempo reale. Una nuova analisi della galassia Blazar Mrk 501 suggerisce che il suo nucleo contiene non uno, ma due buchi neri supermassicci bloccati in una stretta danza orbitale, un accoppiamento che potrebbe culminare in una massiccia collisione entro il prossimo secolo.
La scoperta di un doppio jet
Lo studio, condotto dall’astronomo Silke Britzen dell’Istituto Max Planck per la radioastronomia, si concentra sul comportamento peculiare di Mrk 501, situato a circa 464 milioni di anni luce di distanza. Essendo un blazar, questa galassia presenta un buco nero supermassiccio attivo con un getto di plasma ad alta velocità puntato quasi direttamente verso la Terra, rendendola incredibilmente luminosa ma difficile da studiare in dettaglio.
Utilizzando radiotelescopi ad altissima risoluzione per monitorare la galassia per un periodo di 23 anni, i ricercatori hanno identificato un fenomeno mai visto prima in un nucleo blazar: un sistema a doppio getto.
I principali risultati dell’analisi includono:
- Un getto “oscillante”: I ricercatori hanno osservato un ciclo di sette anni nelle fluttuazioni della luce, che ricorda una trottola in bilico sul suo asse. Ciò suggerisce che l’intero sistema a getto sta oscillando.
- Un’orbita rapida: è stato rilevato un secondo ciclo più breve di circa 121 giorni. Ciò è coerente con due buchi neri in orbita l’uno attorno all’altro a una distanza compresa tra 250 e 540 volte la distanza tra la Terra e il Sole.
- Movimento controrotante: I dati hanno rivelato un secondo getto più debole che gira in senso antiorario attorno al nucleo radio, una firma che implica fortemente un sistema binario di buco nero.
Risolvere il “problema del parsec finale”
Questa scoperta è significativa perché affronta uno dei misteri più duraturi della cosmologia: il problema del parsec finale.
Quando due galassie si scontrano, i loro buchi neri supermassicci centrali vengono attratti l’uno verso l’altro. Mentre orbitano, perdono energia a favore delle stelle e del gas circostanti, riducendo la loro orbita. Tuttavia, i modelli teorici suggeriscono che una volta che i buchi neri raggiungono una distanza di circa un parsec (circa 3,26 anni luce), potrebbero esaurire il materiale vicino con cui interagire. Senza questo “attrito”, le loro orbite potrebbero bloccarsi, durando potenzialmente più a lungo dell’attuale età dell’universo.
Se i risultati di Mrk 501 fossero confermati, i due buchi neri sarebbero separati solo da 0,0026 parsec. Ciò indica che questi giganti cosmici hanno superato con successo lo “stallo” e stanno attivamente procedendo a spirale l’uno verso l’altro, dimostrando che esistono meccanismi in atto per colmare quel divario finale.
Perché questo è importante per la scienza
I buchi neri supermassicci, che vanno da milioni a miliardi di volte la massa del nostro Sole, sono le ancore gravitazionali delle principali galassie. Eppure, facciamo ancora fatica a capire come possano raggiungere dimensioni così immense. Mentre i buchi neri più piccoli di “massa stellare” sono ben compresi, l’evoluzione di questi colossi rimane avvolta nel mistero.
La fusione di due buchi neri supermassicci è considerata una “balena bianca” in astronomia. A causa della loro immensa scala, rilevare le onde gravitazionali che emettono richiede strumenti specializzati come gli array di temporizzazione pulsar.
“Se le onde gravitazionali vengono rilevate, potremmo anche vedere la loro frequenza aumentare costantemente mentre i due giganti si avviano a spirale verso la collisione, offrendo una rara possibilità di osservare lo svolgersi della fusione di un buco nero supermassiccio.”
— Héctor Olivares, astronomo dell’Università Radboud
Conclusione
Se la natura binaria di Mrk 501 fosse confermata, fornirebbe all’umanità un posto in prima fila per una monumentale fusione cosmica. Con un arco temporale di collisione previsto inferiore a 100 anni, questa galassia offre un’opportunità unica di osservare il ciclo di vita dei buchi neri supermassicci nell’arco di una singola vita umana.
