COSMOLOGIA
ASTROFILO
l’
brio che si sviluppa fra materia in
caduta e radiazione emessa: è il
cosiddetto “limite teorico di Ed-
dington”, ovvero il massimo tasso
di accrescimento sostenibile in uno
stato stabile da un buco nero. Ci
sono poi anche altri ostacoli alla
crescita di un buco nero posto al
centro di una galassia primordiale.
Quando il gas cade nel potenziale
gravitazionale da grandi distanze,
ci si aspetterebbe che collida con il
gas già presente nella galassia e
che si scaldi a causa della pressione
prodotta. Questo processo di riscaldamento
da urto rallenterebbe la caduta del gas
verso il buco nero centrale, impedendo che
il tasso di accrescimento si avvicini al limite
teorico di Eddington.
Al fine di vedere che cosa succede quando
vengono ricreate le condizioni iniziali del-
l’universo, alcuni ricercatori guidati da Tiziana
Di Matteo, della Carnegie Mellon University
(Pennsylvania), hanno avviato una gigantesca
simulazione sulla formazione della struttura
dell’universo primordiale. Poiché i buchi neri
ai quali erano interessati sono oggetti rari,
Q
uesto grafico mostra la temperatura del gas che cade in
un buco nero in funzione della sua posizione di partenza
nel disco protogalattico. Colori diversi indicano redshift di-
versi. L’accrescimento ad alti redshift è caratterizzato da tem-
perature relativamente basse. [Carnegie Mellon University]
L
’ immagine di
sfondo mostra
la distribuzione
di massa nell’in-
tero volume
della simulazione
proiettato in due
dimensioni. I ri-
quadri eviden-
ziano dove nasce
il buco nero.
[Yu Feng]
massa piccola) o come risultato del collasso di-
namico nelle prime protogalassie (semi a
massa grande). Sebbene la produzione di
questi semi di buchi neri possa in linea di mas-
sima avvenire su tempi scala piuttosto brevi,
specialmente per quelli derivanti dalle prime
stelle, l’accrescimento di quegli stessi buchi
neri verso masse di miliardi di masse solari in
meno di un miliardo di anni è molto più dif-
ficile. Il problema è che quando la materia
cade sul buco nero viene rilasciata dell’ener-
gia (la radiazione che rileviamo con i nostri
telescopi) e più velocemente la materia cade
più energia viene
emessa. La radia-
zione emessa e la
materia in caduta
interagiscono l’u-
na con l’altra e la
radiazione tende
a spingere indie-
tro il gas in ca-
duta (un’intera-
zione simile si ve-
rifica per il vento
solare). Il risultato
è che c’è un limite
alla velocità con
cui la materia può
accrescersi sul bu-
co nero, determi-
nato dall’equili-
