I buchi neri supermassicci attivi possono contribuire a formare pianeti massicci

Gli astronomi hanno scoperto un sorprendente nuovo percorso per la formazione di pianeti massicci, e potenzialmente persino di stelle, vicino al cuore delle galassie, dove risiedono i buchi neri supermassicci. Secondo uno studio condotto da Wladimir Lyra, professore associato di astronomia presso la New Mexico State University, gli ambienti intensi che circondano questi buchi neri colossali potrebbero servire da vivaio per corpi celesti molto più grandi di quanto si immaginasse in precedenza. La ricerca di Lyra suggerisce che le regioni esterne dei dischi di accrescimento intorno ai buchi neri supermassicci contengono condizioni simili a quelle trovate nei dischi protoplanetari attorno alle stelle giovani.

In queste aree, le particelle di polvere possono coalescere in oggetti massicci, alcuni raggiungendo dimensioni paragonabili al Sole. Questa scoperta sfida la saggezza convenzionale su come si formano tali grandi strutture, offrendo una nuova spiegazione radicata nella dinamica del materiale che ruota intorno ai buchi neri. I risultati derivano da uno sforzo di collaborazione avviato nel 2010 che coinvolge Lyra e ricercatori del Museo Americano di Storia Naturale, tra cui Barry McKernan, Saavik Ford e Mordecai-Mark Mac Low. Bhupendra Mishra, che in seguito si è unito al team mentre lavorava alla Santa Fe Preparatory School, ha contribuito in modo significativo alla ricerca.

Il loro lavoro è culminato in un articolo intitolato "Active Galactic Nucleus Tori: Potential Birthplace to Millions of Planets", pubblicato su The Astrophysical Journal. Secondo Lyra, il processo coinvolge piccoli buchi neri in orbita all'interno dei dischi di buchi neri supermassicci che si comportano in modo simile agli embrioni planetari attorno al Sole. Questi oggetti migrano, alterano le loro orbite e si scontrano, portando alla formazione di entità sempre più massicce.

I modelli informatici sviluppati dal team hanno simulato il comportamento della polvere nelle regioni esterne di questi dischi. Hanno dimostrato come le particelle di polvere si aggregano nel corso di milioni di anni, formando gradualmente sostanziali masse planetarie. I risultati sono stati inaspettati sia in scala che in quantità, rivelando che il numero e la dimensione dei potenziali pianeti formati vicino ai nuclei galattici attivi potrebbero essere sconcertanti. Mishra ha evidenziato l'importanza della scoperta, osservando che alcuni dei pianeti extrasolari recentemente identificati potrebbero raggiungere masse sufficienti per avviare la fusione nucleare, trasformandoli efficacemente in stelle.

Questo segna il primo meccanismo osservato per la formazione stellare attraverso un approccio dal basso verso l'alto, in netto contrasto con il tradizionale modello di collasso gravitazionale dall'alto verso il basso. Le implicazioni si estendono oltre la formazione planetaria. Il team di Lyra's postula che le stelle massicce generate in questi ambienti potrebbero alla fine collassare in buchi neri. Questi buchi neri di nuova formazione, che vanno da centinaia a migliaia di volte la massa del Sole, potrebbero poi fondersi, contribuendo alla creazione di buchi neri più pesanti. Tali fusioni potrebbero generare onde gravitazionali rilevabili, che futuri strumenti come il Laser Interferometer Space Antenna (LISA) potrebbero osservare.

Programmata per il lancio a metà degli anni '30 dall'Agenzia Spaziale Europea, LISA sarà composta da tre veicoli spaziali disposti in un triangolo equilatero. La sua missione è quella di rilevare le onde gravitazionali da eventi cosmici, comprese le fusioni di buchi neri massicci. Se le previsioni si avverano, i segnali da queste fusioni potrebbero fornire informazioni cruciali sulle origini dei buchi neri più massicci nell'universo. La ricerca apre nuove strade per comprendere la complessa interazione tra buchi neri, stelle e pianeti. Identificando un percorso alternativo per la formazione di stelle e pianeti, gli scienziati ottengono una prospettiva più ampia sui processi che modellano il cosmo.

Con l'emergere di ulteriori osservazioni e dati, il ruolo dei buchi neri supermassicci nel nutrire i corpi celesti potrebbe rivelarsi molto più influente di quanto precedentemente riconosciuto.