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venerdì 11 febbraio 2011

Buchi neri supermassici e materia oscura

Supermassive by Xerces
Supermassive by Xerces
ResearchBlogging.org
I buchi neri supermassicci sono la versione cicciotta degli usuali buchi neri. La loro massa è dell'ordine di centinaia di migliaia di miliardi di masse solari e gli astronomi pensano che si trovino nel centro di quasi tutte le galassie ellittiche. In termini tecnici, però, questo centro, che in effetti è una sorta di arrotondamento, come quando una pallina è nascosta sotto una tovaglia che copre un tavolo, viene detto bulge, termine che in italiano può essere reso come rigonfiamento.
Torniamo, però, ai nostri buchi neri: la loro presenza, in particolare quella dei supermassicci, ha suggerito una coevoluzione tra buchi neri e galassie, in particolare con i bulge, i centri galattici (vedi, ad esempio, Coevolution of black holes and galaxies, curato da Luis Ho). Laura Ferrarese nel 2002 e Maarten Baes et al. nel 2003 proposero una correlazione simile anche tra i buchi neri supermassici e l'alone di materia oscura che circonda le galassie. Però, nell'articolo di recente pubblicazione su Nature che tratterò in questo post, si afferma che buchi neri supermassici e alone di materia oscura non sono correlati. I suoi autori sono John Kormendy e Ralf Bender, astronomi statunitensi (ne ha scritto anche Corrado).
I due arrivano al loro risultato studiando la correlazione tra Vcirc, la velocità di rotazione circolare del gas galattico, e σ, la velocità di dispersione. L'ipotesi di partenza è dunque:
Se la materia oscura controlla la crescita del buco nero e il centro è essenzialmente irrilevante, allora Vcirc dovrebbe essere fortemente correlato con σ anche nelle galassie che non hanno bulge.
Nella prima figura è evidente la non-correlazione tra Vcirc e σ:
Nella figura, a quanto sembra, i pallini rossi e verdi rappresentano le galassie senza bulge, e come possiamo vedere non presentano alcuna correlazione. Il campione esaminato è stato costruito usando galassie con e senza bulge, evidentemente.
I punti neri, invece, presentano una forte correlazione: Kormendy and Bender suggeriscono che questa correlazione è il risultato della così detta cospirazione tra barioni e materia oscura (vedi Dark matter in spiral galaxies - pdf - e Dark Matter in the Universe), una strana e non ben definita interazione tra questi due tipi di materia.
Per supportare questa idea c'è la prima delle figure supplementari:
I grafici qui sopra si riferiscono a due galassie del campione e possiamo vedere che il principale contributo alla Vcirc proviene dal bulge e dal disco per la parte interna, e dalla materia oscura per la parte esterna.
Un'altra evidenza della non-correlazione discussa nell'articolo è la predizione dell'esistenza di buchi neri di grandissima massa, dell'ordine delle 7 · 1011 masse solari, che sono impossibili a nascondersi in ammassi ben studiati come quello della Chioma.
Quindi:
Concludiamo che i buchi neri non correlano casualmente con gli aloni di materia oscura. Non c'è ragione per aspettarsi che la sconosciuta ed esotica fisica della materia oscura non-barionica influenzi direttalente la crescita del buco nero. Anche la gravità della materia oscura non è direttamente responsabile per la coevoluzione di buco nero e galassia. Piuttosto, la coevoluzione sembra essere tanto semplice quando potrebbe essere. I buchi neri coevolvono solo con classici bulge e galassie ellittiche.
E' anche disponibile il preprint.
Kormendy, J., & Bender, R. (2011). Supermassive black holes do not correlate with dark matter haloes of galaxies Nature, 469 (7330), 377-380 DOI: 10.1038/nature09695

1 commento:

  1. O forse la materia oscura non esiste proprio, visto che non esiste provadiretta della sua esistenza.
    Basta una calcolatrice per verificare che la materia oscura non è nemmeno necessaria:

    http://rinabrundu.files.wordpress.com/2013/07/coincidenze-numeriche-precise-e-la-morte-della-materia-oscura.pdf

    http://www.fisicamente.net/FISICA_2/DARK_MATTER.pdf

    Saluti.
    Leonardo Rubino
    leonrubino@yahoo.it

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