Categorie: AGN Ammassi stellari Buchi neri
Tags: accrescimento ammassi aperti buchi neri galattici getti galattici quasar
Scritto da: Vincenzo Zappalà
Commenti:19
Se la montagna non viene da Maometto… *
Sappiamo benissimo che uno dei problemi ancora irrisolti dell’Universo primitivo è la crescita rapidissima di buchi neri con masse dell’ordine di miliardi di volte quella del Sole. Si sono formulate varie ipotesi, ma finora nessuna veramente convincente.
La parte più difficile è riuscire, in tempi molto brevi, a far crescere il “seme” originale fino a masse di almeno qualche decina di migliaia di volte quella del Sole. Se l’inizio di tutto è un buco nero stellare, la sua massa di partenza si aggira SOLTANTO su 10 masse solari. Com’è possibile osservare, allora, quasar non più vecchi di un miliardo di anni, già enormi e splendenti?
Ammettiamo pure che i buchi neri appena nati abbiano una fame considerevole e cerchino di ingoiare di tutto. Tuttavia, c’è un limite alle abbuffate. Due motivi principali impongono una dieta: il primo è dovuto al fatto che la materia che cade verso il mostro appena nato non finisce direttamente nella sua bocca. Essa è obbligata a descrivere spirali sempre più strette, come una specie di biberon che limita la quantità di “cibo” che può essere ingoiato. Il secondo è causato dal riscaldamento del cibo che si avvicina alle fauci dell’affamato gigante. Esso emette radiazioni intensissime che in qualche modo si oppongono alla caduta di nuovo materiale. Insomma, due fenomeni che lo costringono a mettersi a dieta molto velocemente.
Come potrebbe, allora, fare per crescere a dismisura? Sicuramente non dovrebbe stare fermo e aspettare che il cibo venga da lui. Maometto dovrebbe andarselo a cercare. In realtà, se si trovasse all’interno di un ammasso aperto di stelle (cosa più che probabile), subirebbe l’azione gravitazionale delle compagne ancora vive e vegete e sarebbe costretto a vagare in modo errabondo all’interno dell’ammasso. Durante la sua passeggiata incontrerebbe sempre nuovo cibo e potrebbe mangiare con maggiore vigore. Inoltre, il suo zigzagare gli permetterebbe di accorciare i tempi di attesa e annullare quasi del tutto la fase spiraleggiante. Senza dire che a quei tempi il cibo non mancava di certo, tra stella e stella, ed era particolarmente freddo. Come conseguenza era anche meno facile, senza il lento spiraleggiare, che si producesse un flusso energetico in grado di contrastare l’arrivo di nuovo materiale. E’ un po’ quello che fanno le balene. Non aspettano certo che il plancton arrivi da solo alla loro bocca, ma continuano a vagare nell’oceano con le fauci ben spalancate!
Recenti simulazioni al computer hanno mostrato che in questa fase l’accrescimento potrebbe essere stato super-esponenziale e avrebbe portato in fretta a masse dell’ordine di 10 000 masse solari. Un seme sufficientemente grande per potersi sistemare in un posto comodo e iniziare una crescita più tranquilla, ma ormai irreversibile.
Una bella teoria, sicuramente… ma questi super-quasar giovanissimi e giganteschi restano sempre un bel cruccio per gli astrofisici.
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19 commenti
Chissà perché non mi convince molto, mi ricorda il vecchio video gioco Pacman degli anni '80.
Gli ammassi esistono ancora adesso ed alcuni di loro possiedono un buco nero e non sono particolarmente attivi...
Perchè pensare solo ad un unico BN? In fondo, al centro delle galassie ci sono le condizioni per formare un enorme ammasso di stelle enormi, quindi più di un solo BN viaggiante nell'ammasso... Perchè non pensare anche ad una fusione finale di BN di dimensioni intermedie?
beh... direi che comunque il processo ipotizzato non cambia: facilita soltanto l'accrescimento... due è meglio di uno e tre è meglio di due
Ma non è più semplice ipotizzare che questi megabuchineri si siano formati già nelle primissime fasi della espansione? Non parlo dei mini buchi neri primordiali, ma di buchi neri che già da principio siano riusciti ad accrescere significativamente la loro massa? In fondo, non era già massa super densa e quindi facilmente catturabile? Non so, pensare che il gas si sia espanso e solo in in secondo momento si sia aggregato nelle isole-embrione delle galassie odierne mi pare poco realistico.
Gentile Enzo in un universo primitivo la materia era più compressa e questo ha favorito la creazione di più buchi neri che aggregandosi sono diventati supermassicci poi con l'espansione dell'universo questi mostri finita la benzina sono andati in quiescienza diventando "invisibili" ma ancora presenti... Le scoperte recenti di quasar più vicini a noi nel tempo potrebbero forse essere questi oggetti celesti che nel loro vagabondare intercettano materia cioè benzina che li riscatenano
sì Foscoul... tieni presente che i quasar sono galassie di cui si vede soltanto il buco nero centrale a causa della sua frenetica attività. Tuttavia, il nome deriva dal tipo di risposta osservativa e dalle condizioni osservative. Essi sono troppo lontani per osservare la galassia che circonda il buco nero. Qualcosa di simile a un quasar, nettamente più vicino, presenta caratteristiche più chiare e si parla di galassia attiva. In ogni modo, nell'antichità la materia vagante era superiore ed era più facile avere nuclei galattici attivi.
In generale, i vostri commenti non sono sbagliati, ma attenzione a non arrivare a conclusioni troppo banali... Non è così facile creare buchi neri da materia vagante. O, meglio, si potrebbe facilmente arrivare al collasso di tutto l'Universo ragionando in quel modo. Bisogna valutare l'inflazione, la densità, l'espansione e tante altre cose, prima di poter formulare "preferenze" troppo elementari. Se si continua a cercare un modo diverso rispetto a buchi neri primordiali già abbastanza grossi è proprio perché molte cose non tornano ancora.
Attenzione! La divulgazione della scienza spesso è fatta malissimo, ma la Scienza VERA subisce controlli da parte di referee e le critiche dei colleghi. Magari si può scoprire un po' di acqua calda, ma ben difficilmente non si vede ciò che a i non addetti ai lavori sembrerebbero ovvietà... Sono tali solo perché non si conosce bene la materia... La QED ce lo insegna: si parla liberamente di teorie alternative sull'origine dell'universo, ma ben pochi conoscono le basi fondamentali del vuoto quantico... e vanno in crisi sui concetti fondamentali su cui si basano le teorie che si vorrebbero "migliorare". Umiltà ragazzi, molta umiltà... la fantasia deve sempre tenerla a braccetto!
Vero, rischiamo di sovrasemplificare. Però.... mi chiedo come sia possibile che si abbiano così tante "certezze" sui fenomeni accaduti infinitesime frazioni di secondo dopo il BB, laddove ancora non abbiamo una teoria di gravità quantistica in grado di descrivere adeguatamente quella fisica, e invece ci troviamo con gigantesche lacune di comprensione in un epoca assai più recente - quella di formazione delle prime galassie - dove invece le condizioni erano pressapoco quelle odierne. Non c'è il dubbio - non in me, ma in scienziati e specialisti - di tralasciare qualcosa di fondamentale di quei primi istanti che possa gettare una luce nuova sulla comprensione dell'evoluzione dell'universo?
caro Mik,
di certezze ce ne sono poche se no ci sarebbero ben poche ricerche... Si cerca sempre più di avere osservazioni su cui tentare teorie che le spieghino. Ovviamente, le cose si complicano andando indietro nel tempo...ma... cosa fare? Inventarsi senza nessuna base teorica pure fantasie? Ciò che appare possibile a una visione semplicistica si scontra con 1000 teorie già provate. Molto meglio basarsi sulle certezze e poi tentare di inserire uno alla volta i pezzi del puzzle. Non credo che l'invenzione senza conoscere e/o accettare ciò che già si è fatto sia la soluzione migliore e la storia della scienza ce lo insegna: un passetto alla volta... ma con l'occhio al passato.
Forse mi sono spiegato male. Ne faccio una questione di metodo, non di merito. Forse è la mia impressione, ma certe "ipotesi di lavoro" (es. l'inflazione, per dirne una) si danno pressoché per scontate, anche se sono (ipoteticamente?) avvenute in momenti e condizioni per le quali conoscenze e strumenti fisico-matematici sono (probabilmente?) inadeguati e - e qui faccio io una supposizione - potrebbero portare a colossali cantonate su quelle che erano le effettive condizioni dell'universo giovane. Non credi? E quindi, anche questo studio che citi supporrà una certa densità di materia, una certa dimensione di partenza dei buchi neri, ecc. che potrebbe essere assai lontana dal vero, e di conseguenza le conclusioni tratte.
caro Mik,
non è proprio vero ciò che dici. Posso essere d'accordo sull'inflazione che rimane comunque la migliore teoria per spiegare certe caratteristiche del RCF, ma da quel momento in poi le osservazioni non lasciano molti spazi a disposizione. Le galassie e le loro caratteristiche nascono dopo quel momento e la nucleosintesi primigenia c'è stata e come. Le condizioni al contorno sono ormai conosciute molto bene e la fisica lavora su dati di fatto. Qualunque sia stato l'inizio, dopo qualche secondo le cose sono quelle e tutte le osservazioni le confermano, compresi gli esperimenti del CERN e compagni. In altre parole, l'universo giovane lo conosciamo piuttosto bene e ci si può permettere di fare modelli basati sulla realtà dei fatti.
Ok grazie x la pazienza!
Ciao Enzo lungi da me formulare teorie e giustamente come tu hai sotto inteso non ne avrei la competenza ne sinceramente l' interesse. Il mio ragionamento non mi sembra sia in contrasto con nessuna delle "verità"scientifiche da te citate che tu meglio di me conosci, la mia infatti era solo una domanda la riformulo in altra maniera. E possibile che un buco nero presunto quasar possa incontrare materia nel suo percorso intendo lo scontro con una galassia ad esempio ma non solo e da ciò riattivarsi. Tutto qua grazie
caro foscoul,
la mia "predica" non era diretta a te in particolare, ma a un momento in cui si stavano facendo illazioni un po' troppo fantasiose. Un piccolo "altolà". Quello che tu dici adesso è esattamente quello che capita normalmente. I vecchi quasar prima o poi si tranquillizzano per mancanza di carburante e si riattivano attraverso scontri con altre galassie. Il vero problema sta nella formazione dei buchi neri super massicci nelle fasi iniziali. Qualsiasi ipotesi: partenza da buchi neri stellari, da buchi neri primordiali, da unioni di buchi neri medi, si scontra con qualche problema e quindi, malgrado siano tutte soluzioni studiate a fondo, non vi è ancora una risposta definitiva. Se si continuano a prospettare ipotesi è proprio perché non tutto torna e non perché non abbiano pensato a qualche soluzione più o meno esotica. L'origine dei buchi neri galattici è un argomento tra i più dibattuti nell'astrofisica moderna, ma la maggior parte delle discussioni e dei problemi non vengono certo divulgati, e ci si limita agli studi che sembrano prospettare vie d'uscita plausibili...
Ormai mi conoscete e sapete che ogni tanto "schizzo" un po'... ma non fateci troppo caso
Vero Enzo è come cercare di capire l'inflazione primordiale dell'universo da cui tutto ebbe inizio.....
spero di non aver detto cavolate un'abbraccio buona divulgazione. 
Gentile Vincenzo, recentemente ho avuto modo di leggere svariati tuoi articoli molto interessanti in un altro sito ed è un piacere averti ritrovato qui proprio grazie ad un link che rimandava a questo articolo.
Ne approfitto, quindi, per porti una domanda che avevo posto di là, ma mi hanno detto che non avresti risposto perché la tua collaborazione è, nel frattempo, terminata.
Mi scuso se l'argomento è diverso da quello trattato in questo articolo, ma sono appena arrivata e devo ancora capire come fare a cercare altri articoli in questo sito.
L'articolo è "Pochi alieni? Colpa degli asteroidi" e la domanda è questa:
Gentile Vincenzo, questa idea degli asteroidi indispensabili per la vita sulla Terra è davvero sorprendente! Ho sempre pensato ad essi come portatori di morte e distruzione, ma, in effetti, il discorso che fai (possiamo darci del tu?) è perfettamente logico. E non mi stupisce, visto che dici di aver dedicato la tua vita allo studio di essi... mi togli una curiosità? Hai fatto qualche scoperta interessante su di essi? Se sì, quale ti ha dato più soddisfazione?
GRAZIE
cara Monica,
su questo sito, cercando o chiedendo a Scherzy (in alto a destra della homepage), puoi trovare e chiedere gli articoli che ho dedicato agli asteroidi (e non solo come oggetti pericolosi, anzi...). Personalmente, ho lavorato a lungo sulla determinazione delle proprietà rotazionali (asse di rotazione, periodo e forma), sulla loro evoluzione collisionale e , soprattutto, sui metodi di determinazione delle famiglie asteroidali e sullo studio della loro origine ed evoluzione, legate strettamente all'invio dinamico di frammenti verso i pianeti terrestri. Quest'ultima ricerca è stata, probabilmente, quella che mi ha dato maggiori soddisfazioni... ma, sai, la ricerca sul campo è sempre bella ed è più che giusto che cerchi di divulgare quanto ho imparato in tanti anni di lavoro, cercando di non spinegere i lettori verso le banalità, gli errori macroscopici e la voglia di ergersi tutti a grandi conoscitori, senza averne le basi. La ricerca vera è fatta di tanta umiltà scientifica e di tanto studio con carta e matita!
benvenuta!!!
Un benvenuto anche da parte mia, cara Monica, se hai bisogno non devi fare altro che chiedere!
Intanto, puoi conoscere meglio il nostro Enzone e la sua carriera professionale leggendo questa intervista e gli articoli ad essa collegati.
A presto!
Eccomi! Leggo solo ora le vostre risposte e vi ringrazio per la bella accoglienza.
Per prima cosa leggerò quell'intervista e poi darò un'occhiata in giro in questo bel sito, a presto!
Buchi neri antichi e supermassicci potrebbero forse essere nati con il big bang,saltando la fase stellare,allora la materia era molto concentrata.Nelle fasi iniziali si formarono delle stelle enormi dalla vita brevissima.E la materia oscura per chi ci crede,dove la nascondiamo?