Le galassie eludono una morte prematura grazie a questo apparato che regola efficacemente il loro “respiro”, evitando una crescita incontrollata, suggerisce un nuovo studio. Senza tale meccanismo, l’Universo sarebbe invecchiato molto più velocemente e oggi vedremmo solamente enormi galassie “zombie” piene di stelle morte e morenti.
Lo studio, pubblicato nelle Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, indaga uno dei grandi misteri dell’Universo: perché le galassie non sono grandi quanto ci si aspetterebbe. Qualcosa sembra soffocare il loro enorme potenziale limitando la quantità di gas che possono assorbire per convertirlo in stelle, il che significa che, invece di crescere indefinitamente, qualcosa all’interno resiste a quella che si pensava fosse l’inevitabile forza di gravità.
Gli astrofisici dell’Università di Kent ritengono di aver scoperto il segreto di questo fenomeno. Suggeriscono che le galassie potrebbero in realtà controllare il ritmo della loro crescita attraverso il modo in cui “respirano”. Nella loro analogia, i ricercatori hanno paragonato il buco nero supermassiccio al centro di una galassia al suo cuore e i due getti bipolari supersonici di gas e radiazioni che emette alle vie aeree che alimentano un paio di polmoni.
Gli impulsi dal buco nero, o “cuore”, possono portare a fronti d’urto dei getti che oscillano avanti e indietro lungo entrambi gli assi dei getti, molto simile al diaframma toracico nel corpo umano che si muove su e giù all’interno della cavità toracica per gonfiare e sgonfiare entrambi i polmoni.
Questo può comportare la trasmissione dell’energia dei getti ampiamente nel mezzo circostante, proprio come noi espiriamo aria calda, risultando in una rallentata crescita dell’assorbimento di gas da parte della galassia.
Carl Richards, dottorando, ha elaborato la teoria dopo aver creato nuove simulazioni mai provate prima per indagare il ruolo che i getti supersonici potrebbero avere nell’inibire la crescita delle galassie. Queste simulazioni hanno permesso al “cuore” del buco nero di pulsare e ai getti di essere ad alta pressione, molto simile a una forma di ipertensione, se estendiamo il paragone al corpo umano.
Questo ha fatto sì che i getti “agissero come mantici”, ha detto, inviando onde sonore “come increspature sulla superficie di uno stagno”. I fenomeni sono simili agli equivalenti terrestri di onde sonore e onde d’urto prodotte quando si apre una bottiglia di champagne, il grido di un’auto, gli scarichi di un razzo e la foratura di contenitori pressurizzati.
Le onde sonore (increspature) nel gas caldo che riempie l’ammasso di Perseo sono mostrate in questa impressione artistica. Si pensa che siano state generate da cavità soffiate da getti di un buco nero supermassiccio (macchia bianca luminosa) al centro della galassia.
“Abbiamo realizzato che ci doveva essere un modo per i getti di sostenere il corpo — il gas ambiente circostante la galassia — ed è quello che abbiamo scoperto nelle nostre simulazioni al computer”, ha detto Richards.
Il comportamento inaspettato è stato rivelato quando abbiamo analizzato le simulazioni al computer ad alta pressione e abbiamo permesso al cuore di pulsare. Questo ha inviato una serie di impulsi nei getti ad alta pressione, facendoli cambiare forma a causa dell’azione a mantice dei fronti d’urto oscillanti dei getti.
Questi getti sovrapressurizzati si sono espansi “come polmoni pieni d’aria”, hanno detto i ricercatori. Facendo ciò, hanno trasmesso onde sonore nel mezzo circostante della galassia sotto forma di una serie di increspature di pressione, che sono state poi mostrate per sopprimere la crescita della galassia.