Se la montagna non viene da Maometto…

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Normalmente vale la frase al contrario: “Se Maometto non va alla montagna…”, ma per i buchi neri sembra che il titolo dia la giusta spiegazione. Ovviamente, Maometto rappresenta il buco nero, costretto ad andarsi a cercare da … mangiare.

Sappiamo benissimo che uno dei problemi ancora irrisolti dell’Universo primitivo è la crescita rapidissima di buchi neri con masse dell’ordine di miliardi di volte quella del Sole. Si sono formulate varie ipotesi, ma finora nessuna veramente convincente.

La parte più difficile è riuscire, in tempi molto brevi, a far crescere il “seme” originale fino a masse di almeno qualche decina di migliaia di volte quella del Sole. Se l’inizio di tutto è un buco nero stellare, la sua massa di partenza si aggira SOLTANTO su 10 masse solari. Com’è possibile osservare, allora, quasar non più vecchi di un miliardo di anni, già enormi e splendenti?

Ammettiamo pure che i buchi neri appena nati abbiano una fame considerevole e cerchino di ingoiare di tutto. Tuttavia, c’è un limite alle abbuffate. Due motivi principali impongono una dieta: il primo è dovuto al fatto che la materia che cade verso il mostro appena nato non finisce direttamente nella sua bocca. Essa è obbligata a descrivere spirali sempre più strette, come una specie di biberon che limita la quantità di “cibo” che può essere ingoiato. Il secondo è causato dal riscaldamento del cibo che si avvicina alle fauci dell’affamato gigante. Esso emette radiazioni intensissime che in qualche modo si oppongono alla caduta di nuovo materiale. Insomma, due fenomeni che lo costringono a mettersi a dieta molto velocemente.

Come potrebbe, allora, fare per crescere a dismisura? Sicuramente non dovrebbe stare fermo e aspettare che il cibo venga da lui. Maometto dovrebbe andarselo a cercare. In realtà, se si trovasse all’interno di un ammasso aperto di stelle (cosa più che probabile), subirebbe l’azione gravitazionale delle compagne ancora vive e vegete e sarebbe costretto a vagare in modo errabondo all’interno dell’ammasso. Durante la sua passeggiata incontrerebbe sempre nuovo cibo e potrebbe mangiare con maggiore vigore. Inoltre, il suo zigzagare gli permetterebbe di accorciare i tempi di attesa e annullare quasi del tutto la fase spiraleggiante. Senza dire che a quei tempi il cibo non mancava di certo, tra stella e stella, ed era particolarmente freddo. Come conseguenza era anche meno facile, senza il lento spiraleggiare, che si producesse un flusso energetico in grado di contrastare l’arrivo di nuovo materiale. E’ un po’ quello che fanno le balene. Non aspettano certo che il plancton arrivi da solo alla loro bocca, ma continuano a vagare nell’oceano con le fauci ben spalancate!

Un piccolo buco nero stellare va alla ricerca disperata di cibo, zigzagando in un ammasso stellare. Il gas denso e freddo cade verso il centro dell’ammasso dove il buco nero lo aspetta muovendosi in modo erratico sfruttando la gravità delle compagne ancora vive e vegete. Una vera e propria balena che setaccia l’oceano ingoiando il plancton. Fonte: Weizmann Institute of Science

Un piccolo buco nero stellare va alla ricerca disperata di cibo, zigzagando in un ammasso stellare. Il gas denso e freddo cade verso il centro dell’ammasso dove ilbuco nero lo aspetta muovendosi in modo erratico sfruttando la gravità delle compagne ancora vive e vegete. Una vera e propria balena che setaccia l’oceano ingoiando il plancton. Fonte: Weizmann Institute of Science

Recenti simulazioni al computer hanno mostrato che in questa fase l’accrescimento potrebbe essere stato super-esponenziale e avrebbe portato in fretta a masse dell’ordine di 10 000 masse solari. Un seme sufficientemente grande per potersi sistemare in un posto comodo e iniziare una crescita più tranquilla, ma ormai irreversibile.

Una bella teoria, sicuramente… ma questi super-quasar giovanissimi e giganteschi restano sempre un bel cruccio per gli astrofisici.

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