I punti rossi nello spazio profondo sono un mistero: “È la prima volta che non capiamo l’aspetto di un oggetto”
Quando è stato lanciato nello spazio l’avveniristico Telescopio Spaziale James Webb, a Natale del 2021, c’erano molte aspettative sulle scoperte che ci avrebbe regalato. Grazie ai suoi “occhi” in grado di vedere meglio e più indietro nel tempo di qualunque altro strumento mai costruito dall’essere umano, ciò che esaltava gli scienziati non erano solo le scoperte attese – come conferme di teorie già sul tavolo – bensì le novità, le sorprese. Sin dall’inizio il James Webb non li ha delusi. A partire dal 2022, infatti, ha identificato i cosiddetti “little red dots” (LRD), ovvero piccoli punti rossi, ad oggi uno dei più grandi misteri dell’astrofisica.
Questi strani puntini rossi compaiono in qualunque osservazione del James Webb ottenuta con la sua sensibile fotocamera a raggi infrarossi NIRCam (Near Infrared Camera). Ad oggi ne sono stati scoperti all’incirca un migliaio e la stragrande maggioranza di essi è concentrata nell’Universo primordiale, nel primo miliardo di anni dal Big Bang, l’evento che ha dato il via all’espansione del cosmo. Recentemente ne sono stati individuati anche alcuni più vicini alla Terra e potrebbe trattarsi di una popolazione rarissima; ciò che è certo è che, ad oggi, non sappiamo esattamente di cosa si tratti, tra teorie fresche ma già smontate e ipotesi suggestive e affascinanti. “È la prima volta nella mia carriera che studio un oggetto di cui non comprendiamo appieno il motivo del suo aspetto. Credo sia giusto definirli un mistero”, ha affermato alla CNN la professoressa Jenny Greene, docente di scienze astrofisiche presso la prestigiosa Università di Princeton.
Innanzitutto, si chiamano piccoli punti rossi perché nelle immagini del costosissimo telescopio spaziale appaiono proprio così. Il loro nome è comparso per la prima volta nello studio “Little Red Dots: An Abundant Population of Faint Active Galactic Nuclei at z ∼ 5 Revealed by the EIGER and FRESCO JWST Surveys”, pubblicato nel 2024 e condotto da un team internazionale guidato da scienziati dell’Istituto di Scienza e Tecnologia Austriaco. Il loro nome scientifico è “emettitori H-alfa a riga larga”, considerato troppo complesso e sofisticato per essere usato nella divulgazione. Così, alla luce del mistero che li avvolge, il professor Jorryt Matthee – l'autore principale dello studio – ha deciso di chiamarli come appaiono ai nostri occhi: piccoli punti rossi. Alcuni sono più grandi degli altri, come BIRD (Big Red Dot), scoperto da un team coordinato dalla dottoressa Federica Loiacono dell’INAF di Bologna. Appaiono rossi perché, essendo così lontani, la luce viene “stirata” e risulta spostata verso il rosso mentre viaggia verso di noi, a causa del fenomeno chiamato redshift.
Inizialmente si pensava che questi oggetti estremamente rossi e compatti fossero galassie particolarmente dense oppure enormi buchi neri supermassicci (come Sagittarius A*, al centro della Via Lattea) circondati da polvere. Come spiegato in un articolo della rivista scientifica CERN Courier, mostrano uno spettro “a V” e gas di idrogeno ad alta velocità. Inoltre sono presenti in ogni campo osservato, rappresentando una percentuale significativa delle galassie dell’Universo “bambino”. Sulla base di questi dati, si è ipotizzato che potessero essere galassie estremamente massicce; tuttavia masse e tassi di formazione stellare così elevati non erano compatibili con i modelli astrofisici, data la giovinezza del cosmo. Allo stesso modo ha iniziato a scricchiolare anche l’ipotesi dei buchi neri supermassicci circondati da polveri, come suggeriva il gas ad alta velocità rilevato da alcuni studi. I piccoli punti rossi, infatti, non emettono raggi X, non mostrano la tipica firma termica della polvere a 1000 K presente nei buchi neri in accrescimento attivo e, analogamente alle galassie giganti, presentano masse stimate troppo grandi per essere spiegate dai modelli. “Applicando calibrazioni locali al movimento osservato del gas nei piccoli punti rossi, si ottenevano masse di buchi neri comprese tra dieci milioni e un miliardo di soli, rispetto a masse galattiche dello stesso ordine di grandezza: un netto contrasto con i buchi neri locali, che hanno masse pari a circa un millesimo di quelle delle loro galassie ospiti. Questi buchi neri eccessivamente massicci sono difficili da formare con un anticipo così grande rispetto alle galassie e inoltre producono una quantità eccessiva di massa totale di buchi neri in un’epoca così remota”, spiega CERN Courier.
Nel 2024, grazie a nuove analisi indipendenti, gli scienziati sono giunti alla conclusione che nei piccoli punti rossi non vi fosse alcuna emissione di polvere. Ciò ha ribaltato le ipotesi più accreditate. I ricercatori hanno così formulato una nuova interpretazione, sempre legata ai buchi neri, ma molto meno massicci di quanto ipotizzato in precedenza. Uno degli scenari possibili per spiegare questi dati “rossi” è la presenza di un guscio estremamente denso di gas disposto in modo quasi sferico attorno all’ipotetico buco nero. Questa condizione non solo è in grado di produrre l’assorbimento dell’idrogeno e il colore rosso senza la necessità della presenza di polvere, ma anche di ridurre sensibilmente le masse dei buchi neri, rendendole compatibili con quelle delle galassie ospiti.
Secondo il professor Matthee, anch'eglio intervistato dalla CNN, potrebbero addirittura essere un “anello mancante”. “Sappiamo che le galassie, come la nostra Via Lattea, hanno buchi neri supermassicci al loro centro, e sebbene questo sia molto comune, è sostanzialmente un mistero come si siano formati questi buchi neri supermassicci. I LRD potrebbero rappresentare la fase di nascita, o la fase iniziale, di questa formazione, e potremmo osservarla per la prima volta”, ha spiegato all'emittente statunitense. In sostanza, potremmo trovarci davanti al "seme" dei buchi neri supermassicci come Sagittarius A*. Per alcuni, i punti rossi potrebbero essere addirittura quasi-stelle, oggetti ipotetici dei primordi dell’Universo in grado di spiegare la crescita dei buchi neri supermassicci.
