Secondo la stima attualmente ritenuta più accuratal’universoper come lo conosciamo ebbe inizio13,77 miliardi di anni fa, l’evento noto comeBig Bang. Ilbuco nerotrovato da un team di ricercatori al centro diGN-z11, una galassia pari per dimensioni ad appena un centesimo della nostra Via Lattea, è di poco più giovane: avrebbe 13,3 miliardi di anni e la sua massa dell’ordine dicentinaia di milioni di volte il Solecostituisce un enigma.
Questo buco nerosupermassicciorisalente agli albori dell’universo sta letteralmentemangiando fino alla mortela galassia che lo ospita. Tutti i buchi neri divorano materiale dalla propria galassia per alimentare la crescita, ma si è scoperto che l’oggetto della ricerca pubblicata suNaturedivora la materia molto più vigorosamente rispetto ai suoi simili di ere successive.
Nel 2023 il telescopio Webb aveva scoperto un buco nero risalente a 570 milioni di anni dopo il Big Bang
Ibuchi neri stellarisono generati dalcollassodi una stella giunta al punto in cui la produzione di energia non è più sufficiente a contrastare la forza di gravità, che prende quindi il sopravvento con effetti catastrofici. È necessario che la stella disponga dimassa sufficienteaffinché si evolva allo stadio di buco nero, ovvero 1,4 volte il Sole (illimite di Chandrasekhar). Tuttavia questa non può essere l’origine dei buchi neri supermassicci osservati al centro di tante galassie perchénon avrebbero avuto il tempodi accrescere le proprie dimensioni fino a quel punto, in base all’età dell’universo.
“È molto presto nell’universo per vedere un buco nero così massiccio, quindi dobbiamo considerarealtri modi in cui potrebbero formarsi” spiega Roberto Maiolino del Cavendish Laboratory e del Kavli Institute of Cosmology di Cambridge. “Le galassie più antiche erano estremamente ricche di gas, come una sorta di buffet per i buchi neri”.
Al momento della sua scoperta, grazie al telescopio spaziale Hubble, GN-z11 era la galassia più lontana mai osservata
I buchi neri per la loro stessa naturanon possono essere osservati direttamentema è possibile individuarne gli effetti, a partire dall’influenza gravitazionalesulle stelle nelle vicinanze (come osservabile inSagittarius A*, il buco nero al centro della nostra galassia) al bagliore rivelatore del disco di accrescimento, causato dalgase dallepolverivorticantidivenuti estremamente caldi e che irradia energia nelle gamme dello spettro elettromagnetico, dall’infrarosso all’ultravioletto.
Il materiale del disco di accrescimento proviene dalla galassia di cui il buco nero fa parte, in primis dalle stelle. Ma quando i buchi neri consumano troppo gas, lo spingono via comeun vento ultraveloceche potrebbe interferire con il processo di formazione stellare fino anche a bloccarlo uccidendo lentamente la galassia, ma segnando in questo modo anche la fine del buco nero stesso, privato della sua “fonte di cibo”. Questo rischio è ancora maggiore in una galassia di piccole dimensioni come GN-z11.
Una nuova era per la comprensione dell’universo
Secondo Maiolino il James Webb Space Telescope sta consentendoenormi progressi nella comprensione dell’universo, persino oltre le sue aspettative: “È una nuova era: il balzo gigantesco nella sensibilità, soprattutto nell’infrarosso, è tale che è come passare dal telescopio di Galileo a un telescopio moderno da un giorno all’altro. Prima che Webb fosse online, pensavo forse l’universo non si sarebbe mostrato così interessante rispetto a ciò che potevamo vedere con il telescopio spaziale Hubble. Ma non è affatto così: l’universo si è rivelato alquanto generoso in quello che ci ha finora mostrato, ed è solo l’inizio.”
Secondo il ricercatore la sensibilità di JWST consentirà a breve e medio termine di individuarebuchi neri ancora più antichi, con la speranza che con future osservazioni li si possano studiare nellefasi primigeniedella loro esistenza, in modo da poter comprendere la loro genesi, se per esempio nascano già grandi, ipotesi al momento prevalentemente ma non dimostrata, oppure in qualche modo crescano più velocemente di quanto finora ritenuto possibile.
Fonte:A small and vigorous black hole in the early Universe,Nature(17 gennaio 2024)
