6/03/15

Gli ammassi galattici e il controllo delle nascite **

Questo articolo è stato inserito nella serie "L'Infinito Teatro dei Buchi Neri", che raccoglie in modo organico gli articoli più significativi sull'argomento.

 

Una ricerca durata anni e anni sembra aver finalmente fatto comprendere perché la nascita di stelle negli spazi intergalattici sia estremamente ridotta, malgrado le condizioni sembrerebbero perfette. In poche parole: lo spazio non è freddo abbastanza!

Negli ammassi galattici vi è idrogeno in abbondanza, in grado di formare nuove stelle a ritmo frenetico. Il cielo dovrebbe risplendere di nuove vite capaci di rischiarare molto di più il buio notturno. Tutta questa abbondanza di materia prima, va però sprecata… Sembra proprio che nessuno abbia voglia di dare il via al collasso delle nubi e arrivare alle concentrazioni di materia sufficienti a innescare la fusione dell’idrogeno.

Fin dall’inizio si è di fronte a un problema apparentemente contrastante: il gas deve essere freddo per permettere che la gravità riesca a catturare e addensare molecole e atomi. Proprio questo addensamento permette poi alle stesse molecole e atomi di iniziare ad agitarsi, riscaldandosi,  e controbilanciare la gravità che cerca di schiacciare il tutto. Insomma, non va mai bene niente. Prima ci vuole poco movimento e poi si spera solo che esso riprenda a essere impetuoso. Strane creature queste stelle…

Già così sorgono problemi non indifferenti, ma le cose si complicano ancora di più se guardiamo cosa succede negli spazi enormi che esistono tra galassia e galassia. Lì le condizioni per avere gas freddo ci dovrebbero essere tutte (per esempio questa) e tutto farebbe pensare che la gravità possa divertirsi a suo piacimento. E, invece, proprio in quelle zone così fortunate le stelle non nascono o faticano ben oltre il previsto (NEWS!! Forse potrebbero esserci più stelle del previsto nel vuoto cosmico).

La risposta può essere una sola. Il gas su cui dovrebbe agire la gravità non è freddo abbastanza! In realtà è proprio così. Magari esistono piccoli ammassi di gas sufficientemente freddi, ma è il gas intergalattico che li circonda che non permette alla gravità di agire. Esso può tranquillamente raggiungere i cento milioni di gradi. E se immergiamo qualcosa di freddo in una pentola d’acqua che bolle, immediatamente il nostro oggetto diventa altrettanto caldo. E la gravità è fregata!

Perché il tenue gas interstellare è così caldo? Chiediamolo ai buchi neri giganteschi che si affollano con le loro galassie al centro di un ammasso. Loro sparano particelle e radiazioni a velocità enormi e surriscaldano tutto ciò che li circonda, fino a distanze enormi. Si potrebbe sperare che prima o poi la faccenda si stabilizzi e il gas si raffreddi in modo da permettere alle nubi più dense di iniziare il loro gioco stellare. No, niente da fare. Le condizioni sono tali che certe temperature non potranno mai scendere.

Niente da fare: tanta materia prima e nessuna possibilità di nuove vite. Sembra quasi un controsenso nella perfetta gestione dell’Universo. Ma, se questo capita, una ragione c’è di sicuro. Magari, un giorno, durante uno scontro immane tra ammassi galattici, questa riserva di gas potrebbe tornare molto utile. Ricordiamoci sempre che i tempi scala dell’Universo aumentano con le dimensioni. Per un ammasso galattico i miliardi di anni sono attimi o poco di più.

Fortunatamente non tutti gli ammassi sono così caldi. Altri ammassi hanno un nucleo centrale molto meno attivo e il gas che si sparge per tutto l’ammasso riesce a non superare qualche milione di gradi. Bene, si può tentare! In realtà, qualcosa si riesce a fare e alcune zone fredde riescono a passare inosservate. Tuttavia devono fare molto in fretta. Mentre si formano nubi sempre più spesse, alcune fanno un po’ come la pioggia… e iniziano a cadere al “suolo”. Un suolo molto speciale, però, che altri non è che qualche buco nero affamato al centro dell’ammasso. Nuovo cibo che piove dall’alto vuol dire nuovi getti di materia caldissima e aumento della temperatura del gas intergalattico. Aumento della temperatura vuol dire blocco delle nascite.

Si salvano solo le concentrazioni più rapide. Mamma mia, che fatica per nascere!

Una nuova ricerca sia teorica che osservativa ha mostrato che gli ammassi galattici possono proprio dividersi in due categorie: quelli a cuore freddo e quelli a cuore caldo. I secondi, malgrado il nome, sono quelli che non permettono nuove vite né oggi ne mai (il mai è sempre molto relativo nel Cosmo). I primi hanno una temperatura che ondeggia attorno a un certo valore critico. Appena scende un po’, la gravità e le nubi più dense riescono a iniziare il loro incontro-scontro. Il gioco stellare, però, dura poco e, come inizia a “piovere” verso i buchi neri più affamati, la temperatura globale risale sopra il valore critico e tutto si ferma.

La galassia NGC 1275, ammasso del Perseo, ripresa da Hubble, mostra chiari filamenti che si protendono verso l’esterno. Essi sono la pioggia fredda che cade verso il buco nero e che permette, poi, la fuoriuscita di materia caldissima che riscalderà tutto il gas che circonda la galassia e non solo. L’ammasso del Perseo è a cuore freddo. Fonte: NASA (Jose-Luis Olivares/MIT)
La galassia NGC 1275, ammasso del Perseo, ripresa da Hubble, mostra chiari filamenti che si protendono verso l’esterno. Essi sono la pioggia fredda che cade verso il buco nero e che permette, poi, la fuoriuscita di materia caldissima che riscalderà tutto il gas che circonda la galassia e non solo. L’ammasso del Perseo è a cuore freddo. Fonte: NASA (Jose-Luis Olivares/MIT)

Già conoscevamo i buchi neri come grandi regolatori delle nascite, soprattutto all’interno delle loro città. Adesso sembra proprio che il loro controllo (unendo le forze) domini anche l’intero ammasso galattico di cui fanno parte. Il meccanismo che avviene nel gas intergalattico, avviene -in fondo- anche all’interno delle singole galassie, dove -fortunatamente- si riesce, a volte, a fare molto in fretta.

Un continuo gioco di equilibrio termodinamico che ci vieta di avere un cielo molto più luminoso, ma  che è costretto a seguire le regole dettate dai veri signori galattici.

Fortunatamente, per adesso, non è ancora stata tirata in ballo la materia oscura… Speriamo che non ci voglia mettere il suo becco come al solito.

Articolo originale QUI

Non sempre i buchi neri galattici hanno bisogno di fare gioco di squadra...
 
 

NEWS!! All'interno dei getti dei buchi neri sono state scoperte stelle neonate che probabilmente saranno lanciate nel vuoto intergalattico (forse QUESTA potrebbe essere una di loro)

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