Poiché non emettono nulla che possiamo rilevare, ci sono molte cose sui buchi neri che semplicemente non sappiamo. Tra i più sconcertanti ci sono i buchi neri supermassicci, da milioni a miliardi di volte la massa del nostro Sole. Dal momento che i buchi neri si formano dai nuclei di singole stelle morte massicce, come fanno i colossi supermassicci a crescere così tanto? Una nuova scoperta potrebbe aiutarci a trovare alcune risposte.
In una minuscola galassia nana a 110 milioni di anni luce di distanza, gli astronomi hanno appena trovato uno dei più piccoli buchi neri supermassicci mai visti. Il "mostro" nel cuore della galassia Mrk 462 è solo 200.000 volte la massa del Sole.
Come ha spiegato l'astronomo Jack Parker del Dartmouth College, "i buchi neri come questo sono notoriamente difficili da trovare". La sua scoperta suggerisce che i buchi neri supermassicci, alcuni di loro almeno, crescono da semi di massa stellare meno di 100 volte la massa del Sole, piuttosto che formarsi già grandi e diventare quindi ancora più grandi.
Una delle spine nel fianco del modello di massa stellare è la scoperta di molti buchi neri supermassicci nell'Universo primordiale. È difficile conciliare la crescita di un minuscolo seme di un nucleo stellare con un gigantesco buco nero supermassiccio nel breve lasso di tempo in cui questi oggetti sono apparsi dopo il Big Bang.
Un'altra possibilità è che, nell'Universo primordiale, enormi e dense nubi di gas e polvere siano collassate direttamente in buchi neri più grandi decine di migliaia di volte la massa del Sole, creando un punto di partenza più grande da cui sono potuti crescere i buchi neri supermassicci.
Il modello di collasso diretto è un processo raro, ciò significa che potremmo aspettarci che relativamente poche galassie nane contengano buchi neri supermassicci, rispetto al modello dei semi stellari. C'è un problema, però. È davvero difficile vedere i buchi neri nel nucleo nelle galassie nane. Nelle galassie più grandi, gli astronomi possono usare l'orbita delle stelle al centro per dedurre il buco nero centrale, ma le galassie nane sono troppo piccole e deboli per questo.
L'altro metodo è quello di cercare radiazioni estremamente luminose e ad alta energia, come i raggi X. Ciò suggerisce un buco nero che sta attivamente accumulando materiale, riscaldandolo a temperature così folli da emettere luce ad alta energia.
I ricercatori hanno fatto esattamente questo, utilizzando l'osservatorio a raggi X Chandra per studiare otto galassie nane che i dati ottici suggerivano potessero ospitare un buco nero supermassiccio attivo. Solo Mrk 462 ha mostrato la firma a raggi X di un buco nero supermassiccio in alimentazione, con una massa circa 200.000 volte quella del Sole.
Ma c'era anche qualcosa di particolare. Il rapporto tra raggi X ad alta energia e raggi X a bassa energia suggeriva che il buco nero fosse pesantemente oscurato, o "sepolto", da una spessa nube di polvere. Questo potrebbe far pendere la bilancia verso lo scenario del seme stellare. "Poiché i buchi neri sepolti sono ancora più difficili da rilevare rispetto a quelli esposti, aver trovato questo esempio potrebbe significare che ci sono molte più galassie nane là fuori con buchi neri simili", ha spiegato l'astronomo Ryan Hickox del Dartmouth College.
Negli ultimi anni, gli astronomi hanno trovato buchi neri sfuggenti e di peso medio nelle galassie nane e nei resti di galassie nane. Questi potrebbero supportare l'idea che i buchi neri supermassicci potrebbero essere in grado di crescere piuttosto rapidamente da semi di massa stellare. Man mano che la nostra tecnologia e le nostre tecniche migliorano, forse potremo trovare più buchi neri che in precedenza erano sfuggiti al rilevamento.
"Non possiamo trarre conclusioni definitive da un solo esempio, ma questo risultato dovrebbe incoraggiare ricerche molto più estese di buchi neri sepolti nelle galassie nane", ha dichiarato Parker. "Siamo entusiasti di ciò che potremmo imparare".