November 29, 2012

Trovato un super- super- Buco Nero in una galassia piccola. Il più massiccio buco nero mai scoperto




Gli astronomi hanno utilizzato il telescopio Hobby-Eberly presso l’Università del Texas a Austin McDonald Observatory per misurare la massa di quello che può essere il più massiccio buco nero mai scoperto:17-miliardi di masse solari nella galassia NGC 1277.
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Immagine della galassia lenticolare NGC 1277 presa con il telescopio spaziale Hubble. Questa piccola galassia appiattita contiene uno dei buchi neri centrali più massicci mai trovato. Ha 17 miliardi di masse solari, il buco nero pesa uno straordinario 14% della massa totale della sua galassia. Credit: NASA / ESA / Andrew C. Fabian


Il buco nero insolito rappresenta il 14% della massa della galassia, piuttosto che il solito 0,1%. Questa galassia e molte altre nello stesso studio potrebbero cambiare le teorie su come i buchi neri e le galassie si formano e si evolvono. Il lavoro appare sulla rivista Nature il 29 novembre.


NGC 1277 si trova a 220 milioni di anni luce di distanza nella costellazione di Perseo. La galassia è solo il 10%  le dimensioni e la massa della nostra Via Lattea. Nonostante le dimensioni ridotte di NGC 1277, il buco nero il suo cuore è più di 11 volte più largo dell’orbita di Nettuno intorno al sole.

“Questa è una galassia davvero stravagante”, ha detto un membro del team Karl Gebhardt dell’Università del Texas a Austin. “E ‘quasi tutto buco nero. Questo potrebbe essere il primo oggetto di una nuova classe di sistemi di galassie buchi nero.” Inoltre, i più massicci buchi neri sono stati osservati nelle galassie giganti chiamate “ellittiche”, ma questo si è visto in una galassia lenticolare relativamente piccola.

Il ritrovamento del super buco nero è della  Hobby-Eberly Telescope Survey Galaxy Massive (MGS). Lo studio finale è quello di capire meglio come i buchi neri e le galassie si formano e crescono insieme, un processo che non è ben compreso.
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NGC 1277 (al centro) è incorporato nel vicino ammasso di galassie Perseo. Tutte le galassie ellittiche e rotonde gialle nella foto si trovano in questo cluster. NGC 1277 è una galassia relativamente compatta rispetto alle galassie che la circondano. Il cluster Perseo si trova a 250 milioni di anni luce da noi. Credit: David W. Hogg, Michael Blanton, e la collaborazione SDSS

“Al momento ci sono tre meccanismi completamente diversi che sostengono di spiegare il legame tra la massa del buco nero e la proprietà delle galassie di appartenenza. Non abbiamo ancora capito quale di queste teorie è la migliore “, ha detto l’autore di nature Remco van den Bosch, che ha iniziato questo lavoro ottenendo la borsa di studio post-dottorato WJ McDonald presso l’Università del Texas a Austin. Ora Remco  lavora presso il Max Planck Institute for Astronomy di Heidelberg, in Germania.

Il problema è la mancanza di dati. Gli astronomi conoscono la massa di meno di 100 buchi neri nelle galassie. Ma misurare le masse dei buchi neri è difficile e richiede tempo. Così il team ha sviluppato la HET Massive Galaxy Survey per vagliare un basso numero di galassie che sarebbe stato interessante seguire.
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Questo diagramma mostra il diamatro del buco nero di 17-miliardidi massa solare nel cuore della galassia NGC 1277 confrontato con l’orbita di Nettuno intorno al sole. Il buco nero è undici volte più ampio di quello dell’orbita di Nettuno. Indicato qui in due dimensioni, il “bordo” del buco nero è in realtà una sfera. Questo confine è chiamato “orizzonte degli eventi”, il punto da oltre il quale, una volta attraversato, né la materia né la luce può  uscire. Credit: D. Benningfield / K. Gebhardt / StarDate

“Quando si cerca di capire qualcosa, si deve sempre guardare agli estremi: la più massiccia e la meno massiccia”, ha detto Gebhardt. “Abbiamo scelto un campione molto ampio tra più galassie massicce nell’universo vicino, “per saperne di più sulla relazione tra buchi neri e le loro galassie ospiti.

Anche se la ricerca è ancora in corso, il team ha studiato 700 di  800 galassie con HET. “Questo studio è possibile solo con HET”, ha detto Gebhardt. “Il telescopio funziona meglio quando le galassie sono distribuite in tutto il cielo. Questo è esattamente ciò che è stato progettato per HET.”

Essi hanno scoperto che una di queste galassie, NGC 1277, era già stata fotografata dal Telescopio Spaziale Hubble. Questa condizione di misurazioni di luminosità della galassia a differenti distanze dal suo centro in combinazione con i dati HET e vari modelli eseguiti tramite supercomputer, ha fornito come risultato una massa per il buco nero di 17 miliardi di Soli (più o meno 3 miliardi).

“La massa di questo buco nero è molto più alta del previsto,” Gebhardt ha detto, “ci porta a pensare che molte galassie massicce hanno un diverso processo fisico nel modo in cui i loro buchi neri crescono “.


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