Un gruppo di ricerca internazionale ha ottenuto la prima conferma con osservazioni ad alta risoluzione di un fenomeno finora solo ipotizzato nelle previsioni teoriche: le onde gravitazionali nate dalla fusione di due buchi neri hanno prodotto un “effetto rinculo” che ha spinto il nuovo buco nero supermassiccio fuori dal centro della sua galassia.
A 8 miliardi di anni luce da noi c’è un buco nero supermassiccio che si sta allontanando dal centro della sua galassia. Un comportamento del tutto insolito che ha comprensibilmente attirato l’attenzione degli studiosi, e che ha trovato ora una spiegazione accurata grazie al lavoro di un gruppo internazionale di ricerca guidato da Gianluca Castignani (Dipartimento di Fisica e Astronomia “Augusto Righi”, Università di Bologna e INAF - Istituto Nazionale di Astrofisica) e Takahiro Morishita (California Institute of Technology e Space Telescope Science Institute).

In due articoli pubblicati su Astronomy & Astrophysics Letters e su The Astrophysical Journal, gli studiosi riportano forti evidenze che da un lato che il buco nero supermassiccio è nato dalla fusione di due galassie e dei loro rispettivi buchi neri, e dall’altro che le onde gravitazionali generate da questo evento hanno “calciato” il nuovo buco nero spingendolo, con una sorta di “effetto rinculo”, fuori dal
centro della galassia. Questo buco nero supermassiccio, “calciato” fuori dal centro della galassia, si trova all’interno di una potente sorgente radio extra-galattica, il quasar 3C 186.
“È la prima conferma con osservazioni ad alta risoluzione di questo tipo di effetto generato dalle onde gravitazionali”, spiega Castignani. “I risultati che abbiamo ottenuto sono straordinariamente in linea con le previsioni teoriche e offrono nuovi importanti elementi per la nostra comprensione dell’evoluzione dei buchi neri supermassicci e della formazione delle strutture a grande scala nell’universo, oltre ad aprire nuove prospettive per l’utilizzo delle prossime generazioni di radiotelescopi”.

Gli eventi di fusione delle galassie sono uno dei meccanismi fondamentali che regolano la crescita delle galassie e l'evoluzione dei buchi neri supermassicci. Quando avvengono, i buchi neri al centro delle galassie si fondono, creando uno dei fenomeni più energetici possibili nell'universo: una quantità enorme di energia viene rilasciata sotto forma di onde gravitazionali, le quali sono capaci di generare delle increspature nel "tessuto" dello spaziotempo. Le previsioni teoriche mostrano che in alcuni casi particolari, a seconda dell'orientamento reciproco degli assi di rotazione dei buchi neri e del rapporto delle loro masse, la fusione di due buchi neri può produrre onde gravitazionali non isotropiche, generando un effetto di rinculo.
Grazie a questo effetto il nuovo buco nero formatosi dalla fusione dei due buchi neri di partenza può essere “calciato” fuori dal centro della galassia stessa. Fino ad oggi però non esistevano osservazioni dettagliate che potessero confermare o confutare queste previsioni. "Effettuare osservazioni ad alta risoluzione sia in ottico che in radio era fondamentale per capire se effettivamente il buco nero super massiccio di 3C186 fosse stato calciato fuori dalla galassia stessa: i nuovi studi confermano questo scenario, permettendoci di capire meglio come evolvono i buchi neri supermassicci e le loro galassie ospiti", dice Castignani. "È infatti ancora dibattuta la possibilità che due buchi  neri supermassicci possano avvicinarsi ad una distanza tale da produrre onde gravitazionali tanto intense: l'alternativa è che raggiungano invece un'orbita stabile senza mai fondersi".

Grazie al telescopio orbitale Chandra della NASA, un gruppo di ricerca guidato da studiosi dell’Università di Bologna e dell’INAF ha individuato per la prima volta due coppie di cavità, o bolle, formate nel gas caldo di un ammasso di galassie, generate forse dall’azione di due buchi neri supermassicci uniti in un’orbita ravvicinata. 
Potrebbero essere due buchi neri supermassicci uniti tra loro in un’orbita ravvicinata i responsabili di quattro enormi cavità, o bolle, osservate al centro di un ammasso di galassie da un gruppo di ricerca guidato da studiosi dell’Università di Bologna e dell’INAF. Lo studio – pubblicato su The Astrophysical Journal Letters – nasce da una serie di osservazioni del Chandra X-ray Observatory, il telescopio orbitale della NASA per l'osservazione del cielo nei raggi X.
Gli ammassi di galassie sono le più grandi strutture connesse dalla forza di gravità presenti nell’universo. Sono formate da gruppi di centinaia o anche migliaia di singole galassie, insieme ad enormi quantità di gas caldo e invisibile materia oscura. In particolare, il gas caldo che pervade gli ammassi, la cui massa è di gran lunga superiore a quella delle galassie al loro interno, è ben visibile ai raggi X catturati da Chandra.