Immagine da parte del telescopio spaziale Chandra che mostra il buco nero Srg A al centro della Via Latte. Credit: NASA/CXC/Chandra

Secondo nuovi studi, due delle cose più scure dell’universo potrebbero insieme dar vita alla luce, o almeno alla radiazione. Quando enormi getti vengono eiettati dal centro di buchi supermassicci presenti nel cuore delle galassie collidono con la materia oscura. Secondo un nuovo studio, questa collisione potrebbe produrre raggi gamma rilevabili dalla Terra, cosa che in cambio sarebbe una prova dell’esistenza della materia oscura.

I getti di particelle vengono sparati via dai buchi neri a quasi la velocità della luce. Simile ad un eruzione cosmica, si pensa che siano collegati con la materia che cade nei buchi neri. Stefano Profumo dell’Università della California, Santa Cruz, insieme ai suoi colleghi ha calcolato come gli elettroni in uno di questi getti interagirebbe con la materia oscura che incontrerebbe.

Hanno fatto attenzione nello specifico ai tipi di particelle che compongono la materia oscura, secondo le due maggiori teorie: una è la SUSY, la supersimmetria, che propone che ogni particella ordinaria ha un suo superpartner, mentre l’altra assume che l’universo nasconde una quarta dimensione spaziale.
Gli scienziati hanno scoperto che piuttosto che rimbalzare da una parte all’altra, molti dei elettroni e le particelle della materia oscura vengono a fondersi insieme, trasformandosi in un unica versione di elettrone super-simmetrico o extra-dimensionale a seconda della teoria usata per descrivere la materia oscura nel modello. Questa particella sarebbe molto pesante, e molta dell’energia cinetica dell’elettrone sarebbe scaricata nel creare la nuova particella. Come risultato, la particella sarebbe quasi ferma nella sua posizione.


L'immagine, acquisita il 23 gennaio 1999, mostra la coda di emissione ottica del gamma-ray burst GRB-990123. Il lampo è visibile come un punto chiaro indicato nel riquadro a sinistra. È identificabile, inoltre, la galassia ospite dell'evento (l'oggetto a forma di filamento sopra il GRB), che sembra essere stata distorta dalla collisione con un'altra galassia.

Se la particella poi decaderebbe in un elettrone ed in una particella di materia oscura, l’elettrone rilascerebbe raggi gamma. Diversamente dalle particelle veloci come quelle presenti nei getti, una particella come questa, lenta emetterebbe raggi che viaggiano in ogni direzione. Questo le renderebbe potenzialmente più facili da trovare e distinguere dal mare di fotoni presenti nel getto, spiega Mikhail Gorshteyn, collaboratore per la ricerca e ricercatore della Indiana University a Bloomington.

L’idea che le particelle emesse da un buco nero potrebbero interagire con la materia oscura per produrre raggi gamma è già stata proposta precedentemente, a secondo il precedente studio i raggi sarebbero troppo pallidi per essere osservabili dalla Terra.
Ecco la precedente ricerca :

http://prd.aps.org/abstract/PRD/v57/i2/p1299_1

Comunque, il team di Profumo ha scoperto che entro uno stretto raggio di energie elettroniche, quasi tutti gli elettroni che collidono con le particelle di materia oscura si convertiranno nella loro versione supersimmetrica o extra-dimensionale. Questo effetto di “risonanza” produrrebbe secondo il team raggi gamma rilevabili in orbita, come il Fermi Space Telescope.

Il team inoltre ha spiegato che questo effetto potrebbe spiegare la frequenza dei raggi gamma misurati da Fermi nella direzione dei buchi neri al centro della galassia Centaurus A. Comunque la frequenza spettrale dei raggi gamma provenienti da un altra galassia ancora, M87,non coincidono con le previsioni.


Questa immagine mostra la galassia Centaurus A. Si notano subito gli enormi getti, e le bolle create da essi, emanati dal buco nero presente al centro. L'immagine combina diversi dati. In arrancione i dati provenienti dal telescopio sub-milimetrico APEX, in blu invece ci sono i dati dal telescopio a raggi x Chandra, mentre in luce visibile il resto, e corrisponde ai dati ripresi dal telescopio Wide Field Imager(WFI) a La Silla in Cile.

“Questi risultati vanno considerati ancora prematuri” ha spiegato Lars Bergstrom, dell’Università di Stoccolma, in Svezia. Comunque, aggiunge l’astronomo, “le differenze nella distribuzione di materia oscura nelle due galassie, potrebbe spiegare la differenza nelle osservazioni”


Dal cuore della galassia M87, esce un enorme getto di eletroni che viaggiano a quasi la velocità della luce. La foto è stata ripresa dal telescopio Hubble. Il buco nero supermassiccio al centro ha già consumato una quantità di materia equivalente a 2 miliardi di volte il nostro Sole. La galassia M87 dista dalla Terra 50 milioni di anni luce. Credit: ESA/NASA/Hubble

“La cosa eccitante e che abbiamo anche dei dati dal telescopio Fermi che ci possono dare utili indizi,” spiega Profumo, “ma ovviamente serve una conferma, serve che anche tanti altri pezzi del puzzle trovino il loro posto”.

http://arxiv.org/pdf/1008.2230v1

http://www.newscientist.com/article/mg2 ... lack-holes–dark-matter–light.html

Fonte: http://link2universe.wordpress.com/2010 ... #more-2043

Nascita e crescita dei buchi neri più antichi

I buchi neri già attivi quando l'universo aveva 1,2 miliardi di anni erano circa 10 volte più piccoli di quelli più massicci osservati in epoche successive

La maggior parte delle galassie nell'universo, compresa la Via Lattea, ospita buchi neri supermassicci con masse variabili da un milione a circa 10 miliardi di masse solari.

Per trovarli gli astronomi vanno alla ricerca dell'enorme quantità di radiazione emessa dal gas che viene risucchiato verso il centro dei buchi neri fintanto che questi oggetti sono “attivi”, ovvero acquisiscono materia.

Ora un gruppo di astronomi dell'Università di Tel Aviv guidato da Hagai Hetzer ha determinato che l'era della prima, veloce crescita dei buchi neri più massicci è situabile temporalmente quando l'universo aveva solo 1,2 miliardi di anni di età e non tra i due e i quattro miliardi di anni come ritenuto finora. La loro velocità di crescita, inoltre, era estremamente elevata.

La nuova ricerca, i cui risultati sono pubblicati sulla rivista Astrophysical Journal, è basata sulle osservazioni effettuate con uno dei più grandi telescopi a terra del mondo, il "Gemini North" situato sulle alture del Mauna Kea, alle Hawaii, e il "Very Large Telescope Array" sul Cerro Paranal, in Cile. I dati ottenuti con la strumentazione avanzata di questi telescopi mostrano che i buchi neri già attivi quando l'universo aveva 1,2 miliardi di anni erano circa 10 volte più piccoli di quelli più massicci osservati in epoche successive.

Tuttavia il loro ritmo di crescita era estremamente elevato e la sua stima ha permesso di chiarire ciò che accadde a questi oggetti in epoche molto precedenti e molto successive.

Si è trovato in particolare che i primissimi buchi neri, che cominciarono il loro processo di crescita quando l'universo aveva solo alcune centinaia di milioni di anni, avevano masse limitate a 100-1000 masse solari. Ciò potrebbe essere essere collegato alla nascita delle prime stelle dell'universo. Si è ance trovato che il successivo periodod i crescita delle sorgenti osservate, dopo i primi 1,2 miliardi di anni, durarono solo dai 100 ai 200 milioni di anni. (fc)




(29 dicembre 2010)


Ordina per:
Data

scusate l'ignoranza, ma stante il rallentamento relativistico in prossimità dell'orizzonte degli eventi, come si può giustificare il processo di crescita osservata con la nostra scala dei tempi? Ovviamente la risposta è contenuta in un approfondimento della teoria a m...
Inviato da ignorante curioso il 30 dicembre 2010 alle 11:17
380000 anni dopo il -bang inizia letà della materia e Madre Natura si mette allopera: le piccole irregolarità già presenti nella distribuzione spaziale del gas in espansione , causano tendenza allaggregazione a causa sia della massa ordinaria che della massa oscura, lo spazio in...
Inviato da onitnerros il 30 dicembre 2010 alle 09:08
Attendiamo con grande interesse febbraio, quando LHC riprenderà gli esperimenti, e dopo il jet quenching chissà che non arrivi la scoperta dei campi di forza scalari e poi il bosone di higgs............e/o le super simmetrie
da lescienze

Più stelle e meno materia oscura nelle galassie scoperte da Herschel

Nelle immagini ottenute ci sono talmente tante galassie che esse si sovrappongono fittamente, formando una "nebbia" di radiazione infrarossa
Analizzando le immagini nell'infrarosso prese dallo strumento SPIRE (Spectral and Photometric Imaging Receiver) dell'osservatorio spaziale Herschel dell'ESA, è stata scoperta una popolazione di galassie circondate a nubi di polveri che non richiedono una massa di materia oscura elevata quanto finora ritenuto per innescare la formazione stellare ad alti tassi. La scoperta è annunciata in un articolo pubblicato su Nature.

Queste lontane galassie hanno ciascuna circa 300 miliardi di volte la massa del Sole, sfidando gli attuali modelli di formazione stellare che richiederebbero galassie 10 volte maggiori per essere in grado di concentrare gas e polveri in modo da formare stelle a velocità elevate.

Gli attuali modelli relativi alla nascita delle galassie ipotizzano che all'inizio ci sia stata una forte concentrazione di materia oscura capace di creare grazie a proprio campo gravitazionale un accumulo di atomi di materia ordinaria, fino a permettere l'innesco di reazioni nucleari e la formazione di stelle, a un ritmo da 100 a 1000 volte superiore a quello che si osserva oggi nella nostra galassia.

"Con la sua altissima sensibilità all'infrarosso lontano emesso da queste giovani galassie avvolte da polveri stellari, Herschel ci permette guardare in profondità nell'universo e comprendere meglio la formazione e l'evoluzione delle galassie", ha detto Göran Pilbratt, del progetto Herschel dell'ESA.

"Herschel ci sta mostrando che che non è necessario un quantitativo di materia oscura così elevato quanto finora ritenuto per innescare la nascita delle stelle", ha detto Asantha Cooray, coautore dell'articolo.

Nelle immagini ottenute ci sono talmente tante galassie che esse si sovrappongono fittamente, formando una "nebbia" di radiazione infrarossa nota come fondo cosmico a infrarossi. Le galassie non sono distribuite a caso ma seguono il sottostante schema di distribuzione della materia oscura nell'universo, e così anche questa "nebbia" mostra un caratteristico andamento di zone chiare e scure.

I dati mostrano in particolare che il tasso di formazione di stelle nelle galassie nell'infrarosso lontano è da 3 a 5 volte superiore a quello desumibile dalle osservazioni nell'infrarosso più vicino e nel visibile relativo ad analoghe, giovani galassie osservate dall'Hubble Space Telescope e da altri telescopi. (gg)



da le scienze

Nuove osservazioni eseguite presso il telescopio Keck delle Hawaii hanno permesso di vedere coppie molto strette di buchi neri galattici, un passo prima che si uniscano in un oggetto ancora più massiccio.

La storia dell’Universo è stata probabilmente scandita dall’unione di galassie primigenie che hanno dato luogo a strutture sempre più grandi. Quasi tutte contenevano al loro centro un buco nero di massa anche miliardi di volte quella del nostro Sole. Il gas interstellare era costretto a cadere verso questi oggetti di gravità spaventosa, dando luogo a fenomeni energetici violentissimi e luminosissimi. L’insieme composto dal buco nero e dal gas che viene risucchiato prende il nome di AGN, ossia Nuclei Galattici Attivi. I più luminosi e antichi di questi vengono chiamati quasar. La loro energia era tale da aver condizionato l’evoluzione dell’intera galassia di cui erano ospiti.

Avete notato che ho difficoltà a usare il passato o il presente? In realtà sarebbe giusto il presente in quanto le osservazioni si riferiscono al giorno d’oggi, ma i quasar sono oggetti antichissimi, vissuti nelle prime fasi evolutive dell’Universo. Scusate, quindi, il passaggio da passato e presente con troppa facilità…

Mentre le galassie di univano tra loro, cosa succedeva dei loro buchi neri? L’ipotesi è che anch’essi dovevano aggregarsi in un unico oggetto sempre più massiccio. Veicoli più grossi hanno bisogno di motori sempre più grandi. Queste terrificanti fusioni devono aver prodotto sicuramente onde gravitazionali che però non sono ancora state identificate. Il processo di unione deve aver visto fasi intermedie, ossia coppie di buchi neri che orbitavano uno attorno all’altro. In realtà sono stati osservati quasar binari, le cui distanze sono però dell’ordine di centinaia di migliaia di anni luce.

Per avere una solida conferma dell’idea di base era necessario scoprire AGN o quasar ancora più vicini, prossimi ormai alla fusione. Non era però facile osservare questi oggetti lontanissimi e vicinissimi anche con i maggiori telescopi. Finalmente, però, il telescopio Keck da 10 metri di Mauna Kea vi è riuscito sfruttando la sua sofisticatissima ottica adattiva.

Gli astronomi hanno selezionato un certo numero di nuclei galattici attivi che apparivano come oggetti singoli nella Sloan Digital Sky Survey (SDSS), ma con un’apparente doppia serie di linee spettrali. Su 50 oggetti ben 16 si sono dimostrati doppi. La coppia di nuclei è a volte estremamente stretta, fino a poche migliaia di anni luce: un niente per oggetti di tale massa. La tecnica usata non ha ancora raggiunto i suoi limiti e si spera di ottenere, in breve, visioni di nuclei ancora più vicini tra loro, in attesa di nuovi “mostri” tecnologici. Con il prossimo telescopio da 30 metri si arriverà, infatti, a distanze almeno tre volte minori. Veramente un attimo (nella scala di tempo cosmica) prima dell’unione di due mostruosi motori galattici.


http://www.astronomia.com/2011/03/02/qu ... -uniscono/

Astronomia e cosmologiaSull'Astrophysical JournalEnergia oscura: l'ipotesi supera un primo test
Grazie allo strumento SHOES, l'incertezza sulla costante di Hubble è stata ridotta al 3,3 per cento, escludendo l'ipotesi alternativa a quella di una forza repulsiva tra le masse
Grazie a osservazioni del cosmo profondo ottenute con il telescopio spaziale Hubble della NASA è stata smentita una teoria alternativa all' energia oscura che spiega l'accelerazione dell'espansione dell'universo.

Com'è noto, le galassie paiono allontanarsi da noi in ogni direzione con velocità proporzionale alla distanza e la costante di proporzionalità è denominata costante di Hubble. In recenti osservazioni e misurazioni, tuttavia, l'espansione dell'universo appare accelerare invece che rallentare: in mancanza di un principio causale per tale fenomeno, è stata formulata l'ipotesi della presenza di una “energia oscura” che agirebbe in senso repulsivo tra le masse, opponendosi alla gravità.

La sua natura tuttavia non può essere identificata secondo le attuali conoscenze fisiche. Un'alternativa che è stata proposta prevede la presenza di una “bolla” di spazio relativamente vuoto che circonda il nostro gruppo galattico: se ci troviamo al suo centro, la repulsione delle galassie più lontane sarebbe solo un'illusione.

Questa ipotesi è stata ora smentita grazie a una migliore misurazione dell'attuale tasso di espansione dell'universo, condotta da Adam Riess e colleghi dello Space Telescope Science Institute (STScI) e della Johns Hopkins University di Baltimore, nel Maryland grazie allo strumento SHOES (Supernova Ho for the Equation of State).

Il gruppo ha infatti determinato la costante di Hubble con un'accuratezza che consente una migliore caratterizzazione del comportamento dell' energia oscura: l'incertezza è stata ridotta al 3,3 per cento, riducendo così il margine di errore del 30 per cento rispetto alle precedenti misurazioni del 2009. Il valore attuale della velocità di espansione è di 73,8 chilometri al secondo per megaparsec.

Ora, l'ipotesi della bolla richiede che tale valore sia inferiore, intorno a 60-65 chilometri al secondo per megaparsec. Riducendo l'incertezza sul valore della costante di Hubble, si è riusciti a eliminare un possibile concorrente all'ipotesi dell'energia oscura. (fc)



http://lescienze.espresso.repubblica.it ... lo/1347115

Quest'immagine ha dell'incredibile.
Pur facendo fatica ad immaginare la reale estensione del getto di materia fuoriuscente dalla galassia verosimilmente sarà almeno di qualche centinaio di migliaio di anno luce.
Viene da chiedersi che effetti potrebbe avere su eventuali corpi celesti investiti dall0 stesso...galassie comprese.
Probabilmente farebbero la fine di un bel maialino alla brace...e tutte le forme di vita in esse contenute sarebbero crepes suset