I ricercatori hanno scoperto l'oggetto mentre stavano usando il telescopio spaziale Hubble per osservare la galassia nana RCP 28, situata a circa 7,5 miliardi di anni luce dalla Terra.
Le osservazioni successive hanno mostrato che la striscia luminosa misura più di 200.000 anni luce di lunghezza (circa il doppio della larghezza della Via Lattea) e si pensa che sia composta da gas compresso che sta attivamente formando stelle. Il gas spinge un buco nero che si stima misuri 20 milioni di volte la massa del Sole e si sta allontanando dalla sua galassia natale a 5,6 milioni di chilometri orati, o circa 4.500 volte la velocità del suono. Secondo i ricercatori, la striscia punta proprio al centro di una galassia, dove normalmente si troverebbe un buco nero supermassiccio.
"Abbiamo trovato una linea sottile in un'immagine di Hubble che punta al centro di una galassia", ha detto l'autore principale dello studio Pieter van Dokkum, professore di fisica e astronomia alla Yale University. "Utilizzando il telescopio Keck alle Hawaii, abbiamo scoperto che la linea e la galassia sono collegate. Da un'analisi dettagliata della caratteristica, abbiamo dedotto che stiamo vedendo un buco nero molto massiccio che è stato espulso dalla galassia, lasciando una scia di gas e stelle appena formate".
La ricerca è stata pubblicata sul server di pre-stampa arXiv.org ed è stata accettata per la pubblicazione su The Astrophysical Journal Letters.
La coda
La maggior parte, se non tutte, le grandi galassie ospitano buchi neri supermassicci al loro centro. I buchi neri supermassicci attivi spesso lanciano getti di materiale ad alta velocità, che possono assomigliare alla striscia di luce vista dai ricercatori. Quindi, in primo luogo, van Dokkum e il team hanno dovuto dimostrare che la loro scia non fosse un getto relativistico. Ciò che è emerso è che mentre i getti relativistici si indeboliscono man mano che si allontanano dalla loro fonte di emissione, la potenziale coda del buco nero supermassiccio in realtà diventa più forte man mano che si allontana da quello che sembra essere il suo punto di origine galattico. Inoltre, i getti relativistici lanciati dai buchi neri si diramano a ventaglio dalla loro sorgente, mentre questa scia sembra essere rimasta lineare. Per cui, secondo i ricercatori, la spiegazione più plausibile è che stiamo vedendo un buco nero supermassiccio che sfreccia attraverso il gas che circonda la propria galassia, comprimendolo abbastanza da innescare la formazione stellare sulla sua scia.
"Se confermato, sarebbe la prima volta che avremo prove evidenti che i buchi neri supermassicci possono sfuggire dalle galassie", ha detto van Dokkum.
Uno schema in cinque fasi che mostra due buchi neri in una configurazione binaria prima che un terzo buco nero si intrometta, sconvolgendo l'equilibrio al centro della galassia e mandando uno dei buchi neri a sbandare nello spazio intergalattico. Il pannello 6 mostra la scia gassosa osservata nel nuovo studio.
Crediti: van Dokkum et al.
Il buco nero
Una volta confermato il buco nero supermassiccio in fuga, la domanda successiva a cui gli astronomi devono rispondere è come un oggetto così mostruoso venga espulso dalla galassia che lo ospita.
"Lo scenario più probabile che spiega tutto ciò che abbiamo visto è una fionda, causata da un'interazione di tre corpi", ha detto van Dokkum. "Quando tre corpi di massa simile interagiscono gravitazionalmente, l'interazione non porta a una configurazione stabile ma di solito alla formazione di un binario e all'espulsione del terzo corpo". Ciò potrebbe significare che il buco nero in fuga un tempo faceva parte di una rara binaria di buchi neri supermassicci, e durante una fusione galattica, un terzo buco nero supermassiccio è stato introdotto nel gruppo, espellendo uno dei suoi occupanti.
"I buchi neri supermassicci espulsi erano stati previsti per 50 anni, ma nessuno è stato visto in modo inequivocabile", ha detto van Dokkum "La maggior parte dei teorici pensa che dovrebbero essercene molti là fuori".
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