Quanto tempo le galassie dedicano all’attività “fisica”?

Una domanda a cui non si è ancora data una risposta chiara e definitiva è la seguente: “Come sono nati e come sono cresciuti i buchi neri supermassicci al centro delle galassie e quale sarà il loro comportamento nel futuro?”. Non è ancora facile rispondere, ma una recente ricerca di Chandra ha gettato nuova luce sulla problematica.

La maggior parte delle galassie, tra cui la nostra, contengono al loro centro un buco nero di massa enorme. Le masse di questi oggetti “mostruosi” vanno da milioni a bilioni di volte quella solare. Per ragioni non ancora note completamente, questi straordinari oggetti celesti esibiscono una grande varietà di livelli di attività: alcuni sono dormienti o in letargo, mentre altri sono super attivi.

I più efficienti producono quelli che in gergo astronomico vengono chiamati AGN, ossia Active Galactic Nuclei (Nuclei galattici Attivi). Grandi quantità di gas precipitano verso il nucleo, si riscaldano e brillano intensamente nella banda dei raggi-X.

Studi recenti hanno mostrato che solo l’uno per cento delle galassie di massa simile alla nostra contengono buchi neri supermassicci in fase attiva. Per capire meglio la loro storia passata e futura è necessario definire quanti buchi neri di questo tipo sono stati attivi durante le varie fasi dell’Universo. Queste informazioni sono fondamentali per comprendere come i buchi neri crescono all’interno delle gradi strutture e come il loro sviluppo sia condizionato da ciò che li circonda. Avremmo, in altre parole, un bell’aiuto per la risposta alla nostra domanda iniziale.

Quest’aiuto è arrivato dal “solito” Chandra, attraverso la sua campagna osservativa chiamata ChaMP (Chandra Multiwavelength Project) che ha coperto un’area di circa trenta gradi quadrati di cielo. Combinando le osservazioni X di Chandra con quelle ottiche dello Sloan Digital Sky Survey si sono analizzate circa 100000 galassie. Tra queste ben 1600 sono sorgenti di raggi X, chiaro segnale di una possibile attività di tipo AGN.

Innanzitutto, si sono studiate galassie di “$campo$” o isolate, non appartenenti ad alcun gruppo. E’ la prima volta che si ottengono risultati sull’attività di questo tipo di galassie, non disturbate dalla presenza troppo ingombrante di compagne. Lo scopo finale era quello di capire quanto la fase attiva AGN potesse aver influenzato la crescita dell’intera galassia. Si è trovata una forte correlazione tra la massa dei buchi neri centrali e la massa della regione centrale della galassia ospite. Questo fatto non è banale come può sembrare e indica come le due crescite siano strettamente collegate. Conoscere meglio la percentuale di AGN nell’Universo locale diventa quindi cruciale per capire la crescita di entrambi: buco nero e galassia.

Si è intanto stabilito che la frazione di galassie contenenti AGN dipende essenzialmente dalla massa dell’intera galassia. Le più massicce sono anche le più probabili ospiti di AGN, mentre quelle più piccole, dell’ordine di un decimo della Via Lattea, hanno una probabilità dieci volte minore di ospitare un AGN.

Inoltre, si è anche vista un graduale diminuzione della frazione di AGN, a mano a mano che ci si allontana dal tempo del Big Bang. Ciò indica che il “combustibile” e i meccanismi di attivazione del “carburante” sono cambiati nel tempo.

Si è, infine, accertato che il fatto di essere galassie isolate o in gruppo poco influenza la crescita dei buchi neri supermassicci. Questo dimostra che i buchi neri attivi non sono “antisociali” e si trovano bene e riescono a svilupparsi anche in mezzo alla confusione. Al limite, potrebbe esserci una differente velocità di evoluzione. Forse gli AGN nei gruppi iniziarono la loro “ginnastica” più rapidamente ma si addormentarono altrettanto rapidamente, pareggiando alla fine il numero di quelli presenti nelle galassie di $campo$.

La Via Lattea contiene un buco nero supermassiccio, conosciuto come Sagittario A (Sgr A). Anche se tracce di modesta attività sono state notate da Chandra e da altri telescopi, il livello è veramente molto basso. Se la nostra galassia seguisse (com’è probabile) l’andamento suggerito dalla ricerca ChaMP, Sgr A dovrebbe essere un miliardo di volte più luminoso nei raggi X soltanto per circa l’uno percento della restante vita del Sole (più o meno cinque miliardi di anni). Questa attività è stata probabilmente molto più comune nel passato.

Se Sgr A diventasse un AGN non sarebbe comunque un pericolo per la Terra e la sua vita biologica. Sarebbe soltanto uno spettacolo fantastico nella banda X e in quella radio. Ben più triste sarebbe, invece, il destino dei pianeti molto vicini al centro galattico o di quelli proprio in linea con i getti di materia tipici degli AGN. Essi riceverebbero una quantità di radiazioni quasi certamente letali.

Ci dispiace per questi alieni, ma noi possiamo tirare un sospiro di sollievo!