Le leggi della Natura
 

i buchi neri supermassicci si muovono?

3gilgamesh@gmail.com 18 Lug 2015 23:23
in relazione alla recente scoperta di buchi neri supermassicci in galassie
ancora in formazione, che porterebbe a considerarli di età precedente alla
galassia in cui si trovano (notizie prese dal web), non posso fare a meno di
chiedermi, a titolo personale, se è nato prima l'uovo o la gallina.

sul web non ho trovato le informazioni che mi servirebbero per ragionarci su,
forse qualcuno può rispondermi:

a) i buchi neri supermassicci sono tutti posizionati nel preciso centro della
loro galassia oppure si possono trovare anche nella loro periferia?

b) i buchi neri supermassicci si muovono rispetto alla loro galassia,
tralasciando naturalmente le piccole fluttazioni dovute alle interazioni della
gravità delle stelle orbitanti vicine?





l'inizio del ragionamento è questo: se i buchi neri supermassicci (parlo solo
dei supermassicci) si formano, come si crede comunemente, dal collasso di stelle
"sfortunate", dovrebbero poter formarsi in qualsiasi punto della galassia. se si
trovano solo al centro delle galassie risulta difficile credere a questa loro
origine da stella collassata, a meno che le stelle non collassino tutte al
centro della galassia. Se i buchi neri si formano in qualsiasi punto e poi
migrano verso il centro della galassia (?), oppure se la galassia "si muove
tutta" a circondarlo come nuovo centro di se stessa, si dovrebbe rilevare un
residuo del suo movimento diretto o apparente che sia.



Da quello che ho trovato i buchi neri supermassicci sono fissi al centro delle
rispettive galassie, per cui direi "ad intuito" che è nato prima l'uovo (il
buco nero sm) della gallina (galassia). Però mi farebbe piacere una risposta ai
quesiti che ho scritto sopra, prima di poterla pensare così.

Grazie,
Guglielmo
Elio Fabri 19 Lug 2015 21:54
3gilgamesh@gmail.com ha scritto:
> a) i buchi neri supermassicci sono tutti posizionati nel preciso
> centro della loro galassia oppure si possono trovare anche nella loro
> periferia?
Cerco di risponderti, ma tieni però presente:
1) anche se sono un fisico, e ho insegnato astronomia e relatività
generale, non mi ritengo un esperto sull'argomento
2) l'argomento in sé è piuttosto complicato, ed è molto difficile dire
qulcosa di sensato in poche righe
3) forse ci sarebbe anche bisogno di qualche conoscenza in più da
parte tua...

Fatte queste doverose premesse, proviamo :-)
Penso che si debba cominciare con un velocissimo riepilogo di come una
galassia si forma.
Abbiamo all'inizio della materia diffusa, in cui ci sono però delle
fluttuazioni di densità.
Le regioni più dense producono un campo grav. attrattivo, che quindi
tende a concentrare altra materia (sarebbe da chiarire meglio, ma non
posso).
In questo modo, dopo un certo tempo la più gran parte della materia è
raccolta in grandi concentrazioni (protogalassie, ammassi di protog.).
Intanto questa materia non è ferma: in genere avrà un momento
angolare, per cui mentre si concentra conserva questo mom. angolare a
si mette in rotazione più veloce (si fa per dire: centinaia di milioni
di anni per fare un giro...)
Per questo motivo molte galassie hanno struttura a spirale.
Nella galassia in formazione la densità non è uniforme: molto maggiore
al centro, sempre minore man mano che ci si sposta verso la periferia.

Ho usato la parola "centro": precisiamo.
C'è un centro "all'ingrosso", come si vede anche a occhio: la zona
dove c'è una maggiore concentrazione di materia, detta anche "nucleo",
che ha forma gosso modo sferica e quindi ha anche un centro geometrico
approssimativo.
Poi, come in ogni sistema meccanico, c'è quello che sichiama /centro
di massa/, che ha una definizione precisa e soprattutto proprietà
precise.
Prima di tutto, quando si dice che una galassia si muove, questo va
inteso nel senso che ci sono da considerare *due* moti: il moto del
centro di massa e il moto /attorno/ al centro di massa.
Per come è definito il centro di massa, è ovvio che esso si trovi più o
meno in quello che ho chiamato "centro del nucleo", ed è (non
dimenticare) la zona più ricca di materia.

Ora torniamo al'evoluzione della galassia.
La cosa più importante è la fomrazione delle stelle, che sarebbe un
discorso bello lungo e che debbo tagliare.
Importante per noi è che ogni stella ha una sua evoluzione, uno
sviluppo in varie fasi, fino a una condizione finale, di vari tipi.
La durata di questo svilupo dipende molto dalla massa della stella: da
parecchi miliardi di anni per le più piccole, a centinaia di milioni di
anni per le più massicce.
Le più massicce sono anche quelle che con maggiore probabilità
terminano come buchi neri (non i buchi neri supermassicci delle tue
domande).

Ora il punto: come si formano questi buchi neri supermassicci?
Non lo so, e non so nemmeno se lo sappiano i veri esperti, trattandosi
di cosa piuttosto "fresca".
Ma posso congetturare questo: ogni buco nero ha la possibilità di
acrescere la sua massa per cattura di materia.
(Su questo esistono dei veri e propri "miti" che vorrei sfatare, ma
non ho tempo.)
Comunque è chiaro che il centro della galassia è la regione dove è più
facile che avvengano queste catture, ed è quindi naturale che il buco
nero supermassiccio si trovi lì.
Inoltre è ovvio, data la sua massa (milioni di masse solari), che il
centro di massa si debba trovare molto vicino a questo buco nero.
Con questo credo di aver risposto alla prima domanda.

> b) i buchi neri supermassicci si muovono rispetto alla loro galassia,
> tralasciando naturalmente le piccole fluttazioni dovute alle
> interazioni della gravità delle stelle orbitanti vicine?
Un grosso buco nero si comporta, rispetto alle stelle e a eventuali
buchi neri "piccoli", come il Sole si comporta rispetto ai pianeti.
Risente della loro attrazione e si muove un po' rispetto al centro di
massa, ma pochissimo, mentre i pianeti fanno orbite grandi
Press'a poco lo stesso vale per il buco nero supermassiccio: si
muoverà un po', ma resterà sempre vicino al centro di massa.

> dovrebbero poter formarsi in qualsiasi punto della galassia. se si
> trovano solo al centro delle galassie risulta difficile credere a
> questa loro origine da stella collassata, a meno che le stelle non
> collassino tutte al centro della galassia.
Anche a questo credo di aver risposto.

> Se i buchi neri si formano in qualsiasi punto e poi migrano
> verso il centro della galassia (?), oppure se la galassia "si muove
> tutta" a circondarlo come nuovo centro di se stessa, si dovrebbe
> rilevare un residuo del suo movimento diretto o apparente che sia.
Non succede nè una cosa né l'altra, e ho spiegato perché.

> Da quello che ho trovato i buchi neri supermassicci sono fissi al
> centro delle rispettive galassie, per cui direi "ad intuito" che è
> nato prima l'uovo (il buco nero sm) della gallina (galassia).
No, non è nato prima: perché si trovi al centro te l'ho detto, ed è
vero all'incirca, non rigorosamente.

Spero di essere stato comprensibile, ma so di essere stato molto
sbrigativo e impreciso in vari punti.
Di meglio non so fare...
Comunque puoi sempre chiedere chiarimenti.


--
Elio Fabri

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