Gli astronomi hanno recentemente confermato l’esistenza di buchi neri “fuga” – oggetti supermassicci espulsi dalle galassie a velocità estreme, rimodellando la nostra comprensione dell’universo. Anche se un tempo l’idea sembrava stravagante, l’accumulo di prove provenienti dalle osservazioni delle onde gravitazionali e dall’imaging telescopico diretto ora supporta la realtà di questi proiettili interstellari.
Le basi teoriche: buchi neri rotanti e rilascio di energia
Il concetto trae origine dal lavoro teorico degli anni ’60, in particolare dalle soluzioni alle equazioni della relatività generale di Einstein del matematico Roy Kerr. Il lavoro di Kerr ha rivelato che i buchi neri rotanti possono immagazzinare grandi quantità di energia rotazionale, fino al 29% della loro massa totale. Il fisico Roger Penrose ha poi dimostrato che questa energia può essere rilasciata, il che significa che i buchi neri in collisione possono agire come un razzo, espellendo il resto fuso a velocità incredibili.
Simulazioni al supercomputer hanno confermato che quando due buchi neri rotanti si scontrano con assi disallineati, le onde gravitazionali risultanti vengono emesse in modo non uniforme, spingendo l’ultimo buco nero a velocità che raggiungono migliaia di chilometri al secondo. Questa non è solo teoria; le osservazioni di LIGO e Virgo hanno rilevato “ringdowns” – le vibrazioni caratteristiche dei buchi neri appena formati – confermando le loro elevate velocità di rotazione e il potenziale per tali calci.
Prove dalle onde gravitazionali e dalle osservazioni telescopiche
Inizialmente, i buchi neri in fuga erano puramente teorici. Tuttavia, gli osservatori delle onde gravitazionali hanno iniziato a rilevare le tracce dei buchi neri in collisione nel 2015, rivelando coppie con spin orientati in modo casuale e notevole energia rotazionale. Ciò ha suggerito la possibilità di espulsioni ad alta velocità.
La svolta è arrivata con le osservazioni dirette. I buchi neri in fuga interrompono le stelle e il gas mentre viaggiano attraverso le galassie, lasciando dietro di sé “scie” di stelle appena formate. Le immagini del telescopio spaziale James Webb hanno rivelato strisce sorprendentemente diritte di stelle all’interno di galassie distanti, corrispondenti alle tracce previste del passaggio dei buchi neri.
Uno studio, condotto da Pieter van Dokkum, ha documentato una scia di condensazione lunga 200.000 anni luce in una galassia lontana, coerente con un buco nero di 10 milioni di masse solari che viaggia a quasi 1.000 km/s. Un’altra scoperta nella galassia NGC3627 suggerisce un buco nero di 2 milioni di masse solari che si muove a 300 km/s, tracciando una scia di 25.000 anni luce.
Implicazioni e considerazioni future
La conferma dell’esistenza dei buchi neri in fuga aggiunge un nuovo livello di complessità alla nostra comprensione cosmica. Sebbene la probabilità che una di esse entri nel nostro sistema solare sia estremamente bassa, la loro esistenza significa che le galassie non sono strutture statiche; possono essere alterati dinamicamente da questi intrusi ad alta velocità.
Anche i buchi neri più piccoli, spinti da meccanismi simili, potrebbero viaggiare tra le galassie, contribuendo alla continua evoluzione dell’universo. La scoperta di questi fenomeni sottolinea che l’universo è molto più dinamico e violento di quanto si immaginasse in precedenza.
L’esistenza di buchi neri in fuga è una testimonianza della natura imprevedibile degli eventi cosmici estremi, rendendo la storia del nostro universo più ricca ed emozionante.
