Dalla Gravitazione ai Buchi Neri

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Leone Alfano
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1 Dalla Gravitazione ai Buchi Neri Francesco Tombesi Universita di Roma Tor Vergata NASA - Goddard Space Flight Center, USA University of Maryland, College Park, USA

quadrato distanza Einstein (1915): massa induce

2 Gravitazione Universale? Galileo (1590): corpi di diversa massa cadono con la stessa accelerazione Newton (1682): due corpi si attirano in proporzione alla massa, inversamente al quadrato distanza Einstein (1915): massa induce curvatura geometria spazio-tempo, il moto avviene su geodetiche???? (20??): gravitazione quantistica?

3 Che cosa sono i Buchi Neri in Astrofisica? Oggetti piu oscuri dell universo Niente puo sfuggire dall orizzione degli eventi (velocita fuga = velocita luce) Osservabili grazie agli effetti gravitazionali sull ambiente circostante I motori piu efficienti della natura E=ηMc 2 η~0.7% fusione nucleare di idrogeno η>>30% buchi neri in accrescimento Stellari, M BH =3-10 M Buchi Neri Astrofisici: Intermedi, M BH = M Supermassicci, M BH = M (Raggio come distanza Terra-Sole!)

4 Dove si trova il Buco Nero Supermassiccio piu vicino a noi? (Credit: European Southern Observatory)

5 Nuclei Galattici Attivi (AGN) (Credit: European Southern Observatory) Buchi neri supermassici in accrescimento negli AGN AGN and Quasars hanno luminosita estreme (> L )

6 I raggi X sono prodotti vicino all Orizzonte degli Eventi dei Buchi Neri in accrescimento Centaurus A galaxy

7 Osservatori Spaziali nei raggi X XMM-Newton Chandra NuSTAR

8 Osservatorio sulla Stazione Spaziale: NICER 2017 (Credit: NASA, SpaceX)

10 Riga del Ferro e Riflessione Relativistica

11 Venti da Buchi Neri su grandi scale Mrk 509 v~ km/s (Detmers, Kaastra et al. 2011) MR v~500 km/s (Reeves et al. 2013)

12 Venti dal Disco di Accrescimento Ratio spectrum/model NGC 4051 v~0.1c Rest-frame energy (kev) (Tombesi et al. 2015) PDS 456 v~0.25c (Pounds et al. 2003) (Reeves et al. 2009)

13 Accrescimento e Venti da Buchi Neri sono collegati (Sadowski et al. 2013)

14 Auto-regolazione della Crescita dei Buchi Neri (Gaspari & Sadowski 2017)

15 Possono i venti dai Buchi Neri Supermassicci influenzare le Stelle nelle Galassie? Venti dal Disco di Accrescimento (< 1 anno luce) Feedback Galattico (>1000 anni luce) (Ohsuga et al. 2009) (Wagner et al. 2013)

2012) (Kormendy & Ho 2013) With AGN feedback log(stellar Mass/h-1 M ) σ (km/s) l Raggio

16 MBH (M ) Galaxy Stellar Mass Function Relazioni di scala tra Buchi Neri e Galassie? No AGN feedback (Bower et al. 2012) (Kormendy & Ho 2013) With AGN feedback log(stellar Mass/h-1 M ) σ (km/s) l Raggio buco nero supermassiccio e <10-9 galassia l Massa <<1% massa stellare e materia oscura l Energia potenziale gravitazionale > attrazione tra stelle!

energia 10 8 anni - fase accrescimento 10 59 erg -

17 Come detonare un intera galassia! Vento dal Buco Nero Centrale: erg/s - rilascio energia 10 8 anni - fase accrescimento erg - output di energia Energia gravitazionale di legame di una galassia con ~10 11 stelle!

18 Tombesi et al. (2015)

19 Venti dai Buchi Neri limitano la Formazione Stellare (Credit: NASA Goddard Space Flight Center)

Fermi Bubbles nella Via Lattea! Uno tsunami galattico su scale di 10.

20 Fermi Bubbles nella Via Lattea! Uno tsunami galattico su scale di anni luce potrebbe essere il fossile di una forte attivita del buco nero circa 6 milioni di anni fa.

21 Il Buco Nero Supermassiccio al centro della Via Lattea ha avuto effetti sulla Vita? Pianeti terrestri fino a 3000 anni luce dal buco nero supermassiccio avrebbero perso la loro atmosfera e lo sviluppo di forme di vita complesse sarebbe stato compromesso dalla fortissima radiazione ionizzante. (Balbi & Tombesi 2017)

22 Una Rivoluzione sta per arrivare in Astrofisica! JWST ALMA E-ELT

23 Onde Gravitazionali dalla Fusione di due Buchi Neri: LIGO (USA) + VIRGO (Italia)

24 Stazione Termini Dip. Di Fisica Agenzia Spaziale Italiana Istituto di Tor Vergata Astrofisica e Planetologia Spaziali Consiglio Nazionale delle Ricerce Laboratori Istituto Nazionale di Fisica Nucleare Agenzia Spaziale Europea Osservatorio Laboratori ENEA Frascati Astronomico di Roma Frascati

25 Galassia Attiva Getto Vento Buco Nero Supermassiccio In Bocca al Lupo!

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