Scoperto il primo buco nero dell’Universo, si sarebbe formato subito dopo il Big Bang
Grazie al telescopio James Webb, gli scienziati hanno scoperto il primo buco nero dell’Universo, il più distante ad essere mai stato confermato. Si sarebbe formato nei primi 500 milioni di anni dopo il Big Bang, quando l’Universo aveva solo il 3% della sua età attuale, rappresentando – con i suoi 13,3 miliardi di anni – il “più vecchio” buco nero finora identificato.
Questo buco nero primordiale si trova al centro della galassia CAPERS-LRD-z9 e la sua esistenza, nelle immagini del telescopio James Webb, è rivelata dalla presenza di un piccolo punto rosso avvolto nel gas, il nucleo galattico attivo di CAPERS-LRD-z9. “Quando si cercano buchi neri, questo è praticamente il massimo a cui si possa arrivare” ha affermato Anthony Taylor, ricercatore post-dottorato presso il Cosmic Frontier Center dell’Università del Texas ad Austin, a capo del team che lo ha individuato.
"Sebbene altri astronomi abbiano trovato alcuni candidati più distanti – ha aggiunto Steven Finkelstein, co-autore dello studio e direttore del Cosmic Frontier Center – nessun altro ha trovato una firma spettroscopica distinta associata a un buco nero”. I dettagli della scoperta sono stati pubblicati in un nuovo studio su The Astrophysical Journal Letters.
Il primo buco nero dell’Universo si trova nella galassia CAPERS-LRD-z9
Per identificare il primo buco nero dell’Universo, gli scienziati hanno cercato prove di gas in rapido movimento nelle immagini catturate dal telescopio spaziale James Webb nell’ambito del programma CAPERS (CANDELS-Area Prism Epoch of Reionization Survey), il cui obiettivo principale è stato quello di confermare e studiare le galassie più distanti.
“Quando il gas ruota e precipita in un buco nero, la luce emessa si comporta in modo particolare – ha spiegato il team – . La luce che proviene dal gas che si allontana da noi si sposta verso lunghezze d’onda più rosse, mentre quella del gas che si avvicina, si comprime in lunghezze d’onda più blu”.
Questa firma così netta è apparsa nella galassia CAPERS-LRD-z9, che si è rivelata parte di una nuova classe di galassie note come “Little Red Dots”. “Presenti solo nei primi 1,5 miliardi di anni dell'universo, queste galassie sono molto compatte, rosse e inaspettatamente luminose – hanno aggiunto gli studiosi – . La scoperta di queste galassie è stata una grande sorpresa rispetto ai primi dati del telescopio spaziale James Webb, poiché non assomigliavano per niente alle galassie osservate dal telescopio spaziale Hubble”.
Il team sta ora cercando di capire come siano fatte e come si siano formate queste galassie, anche se quanto appreso finora da CAPERS-LRD-z9 suggerisce che i buchi neri supermassicci siano la fonte dell’inaspettata luminosità dei Little Red Dots. “Di solito, quella luminosità indicherebbe un'abbondanza di stelle in una galassia. Tuttavia, i Little Red Dots esistono in un momento in cui una massa stellare così grande è improbabile”.
In queste galassie, anche i buchi neri brillano intensamente. “Questo perché comprimono e riscaldano i materiali che consumano, creando un’enorme quantità di luce ed energia – hanno precisato gli studiosi – . Confermando l'esistenza di uno di questi buchi neri in CAPERS-LRD-z9, abbiamo trovato un esempio lampante di questa connessione nei Little Red Dots”.
Il primo buco nero dell’Universo ha dimensioni colossali
Il buco nero al centro della galassia CAPERS-LRD-z9 non è solo il buco nero più vecchio mai osservato ma ha anche delle dimensioni colossali: secondo le stime degli studiosi, sarebbe fino a 300 milioni di volte più grande nostro Sole e avrebbe una massa pari a circa la metà di quella di tutte le stelle della sua galassia. “Trovare un buco nero così massiccio in una fase così precoce ci offre una preziosa opportunità per studiare come si sono sviluppati questi oggetti – hanno osservato gli astronomi – . Un buco nero che si è formato successivamente avrà avuto diverse opportunità di aumentare di volume durante la sua esistenza. Ma uno presente nelle prime centinaia di milioni di anni non ne avrebbe avute”.
“Questo si aggiunge alle crescenti prove che i buchi neri primordiali sono cresciuti molto più velocemente di quanto pensassimo possibile – ha aggiunto Finkelstein – . Oppure, inizialmente, erano molto più massicci di quanto previsto dai nostri modelli”.
