Scoperto un buco nero in rapida crescita

Gli astronomi sanno da tempo che i centri della maggior parte delle galassie ospitano buchi neri supermassicci. Con metodi d’indagine sempre migliori, sono stati in grado di rintracciare questi giganti molto indietro nel tempo. Devono essere esistiti già 750 milioni di anni dopo il Big Bang. Questo solleva uno dei più grandi misteri dell’astronomia di oggi: Come possono questi buchi neri supermassicci, che pesano da milioni a miliardi di volte la massa del Sole, diventare così grandi così rapidamente?

Le teorie attuali dicono che i buchi neri supermassicci iniziano la loro vita nei nuclei di polvere delle galassie con una forte formazione di stelle (galassie starburst) prima di espellere il gas e la polvere circostante e apparire come quasar luminosi. Oggi, questi oggetti sono molto rari, ma i ricercatori sono stati in grado di rilevare sia galassie starburst polverose che quasar luminosi nel primo universo.

Ma mancava ancora un collegamento: il pesce con le gambe o il dinosauro con le ali, per così dire. Un team internazionale di astronomi, utilizzando i dati d’archivio del telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA e di altri osservatori spaziali e terrestri, ha apparentemente scoperto un oggetto unico nel lontano universo primordiale che potrebbe fornire quel collegamento cruciale. L’oggetto in questione si chiama GNz7q. Ha le caratteristiche di una galassia starburst polverosa così come quelle di un quasar, con la luce del quasar arrossata dalla polvere. Inoltre, GNz7q manca di altre caratteristiche normalmente osservate nei tipici quasar molto luminosi (corrispondenti all’emissione dal disco di accrescimento del buco nero supermassiccio), molto probabilmente a causa del fatto che il buco nero centrale in GNz7q è ancora in una fase giovane e meno massiccia. Queste proprietà corrispondono perfettamente al giovane quasar in fase di transizione che è stato previsto nelle simulazioni ma che non è mai stato identificato in una regione di alto redshift simile ai quasar molto luminosi precedentemente identificati fino a un redshift di 7,6.

“GNz7q fornisce un collegamento diretto tra queste due rare popolazioni e offre un nuovo modo per comprendere la rapida crescita dei buchi neri supermassicci nei primi tempi dell’Universo”, spiega Seiji Fujimoto, astronomo presso l’Istituto Niels Bohr dell’Università di Copenaghen e autore principale dell’articolo di Nature che descrive la scoperta. “La nostra scoperta fornisce un esempio di precursori dei buchi neri supermassicci che osserviamo in epoche successive”.

Anche se altre interpretazioni dei dati del team non possono essere completamente escluse, le proprietà osservate di GNz7q sono in buon accordo con le previsioni teoriche. La galassia ospite di GNz7q forma stelle al ritmo di 1.600 masse solari all’anno, e GNz7q stesso appare luminoso alle lunghezze d’onda UV ma molto debole alle lunghezze d’onda dei raggi X.

Normalmente, il disco di accrescimento di un buco nero massiccio dovrebbe essere molto luminoso sia nella luce UV che nei raggi X. Ma in questo caso, mentre il team è stato in grado di rilevare la luce UV con Hubble, i raggi X non erano visibili anche con uno dei più grandi set di dati sui raggi X. Questo suggerisce che il nucleo del disco di accrescimento, da cui emanano i raggi X, è ancora oscurato, mentre la parte esterna del disco di accrescimento, da cui emana la luce UV, viene gradualmente rivelata. Il buco nero super pesante sta quindi gradualmente tirando indietro il sipario prima di salire sul più grande palco del cosmo.

“GNz7q è una scoperta unica fatta proprio al centro di un campo celeste famoso e ben studiato – dimostra che le grandi scoperte possono anche essere nascoste”, commenta Gabriel Brammer, un altro astronomo dell’Istituto Niels Bohr dell’Università di Copenaghen e membro del team dietro questo risultato. “È improbabile che la scoperta di GNz7q nell’area di indagine relativamente piccola di GOODS-North sia stata solo “fortuna”. Sospettiamo che l’abbondanza di tali fonti possa essere in realtà molto più alta di quanto si pensasse in precedenza”.

L’oggetto indicato come GNz7q si vede qui al centro dell’immagine del campo Hubble GOODS-North. (Immagine: NASA, ESA, G. Illingworth (University of California, Santa Cruz), P. Oesch (University of California, Santa Cruz; Yale University), R. Bouwens e I. Labbé (Leiden University), e il team scientifico, S. Fujimoto et al. (Cosmic Dawn Center [DAWN] e University of Copenhagen).
Impressione d’artista di GNz7q (Immagine: ESA/Hubble, N. Bartmann)

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BrandonQMorris
  • BrandonQMorris
  • Brandon Q. Morris è un fisico e uno specialista dello spazio. Si è occupato a lungo di questioni spaziali, sia professionalmente che privatamente, e mentre voleva diventare un astronauta, è dovuto rimanere sulla Terra per una serie di motivi. È particolarmente affascinato dal "what if" e attraverso i suoi libri mira a condividere storie avvincenti di hard science fiction che potrebbero realmente accadere, e un giorno potrebbero accadere. Morris è l'autore di diversi romanzi di fantascienza best-seller, tra cui The Enceladus Series.

    Brandon è un orgoglioso membro della Science Fiction and Fantasy Writers of America e della Mars Society.