Un team di astronomi, attraverso il JWST, ha scoperto un buco nero supermassiccio rosso, con lente gravitazionale, proveniente dall’universo primordiale, rivelando che è significativamente più grande rispetto agli esempi osservati in precedenza: Questa scoperta mette alla prova la nostra comprensione della relazione tra buchi neri e galassie agli albori del cosmo.
Buco nero supermassiccio rosso rivelato grazie al James Webb Space Telescope
Analizzando le immagini del James Webb Space Telescope (JWST) , un gruppo di astronomi guidati dal Dr. Lukas Furtak e dal Prof. Adi Zitrin dell’Università Ben-Gurion del Negev ha rilevato un buco nero supermassiccio rosso, con lente gravitazionale, nell’Universo primordiale.
I suoi colori hanno indicato che il buco nero si trova dietro uno spesso velo di polvere che oscura gran parte della sua luce. Il team è riuscito a misurare la massa del buco nero supermassiccio rosso e ha scoperto che era significativamente più massiccio, rispetto alla galassia che lo ospita, rispetto a quanto osservato in esempi più locali. La scoperta è stata pubblicata su Nature.
Il JWST, lanciato due anni fa, ha rivoluzionato la nostra visione della formazione iniziale delle galassie. Ha portato alla scoperta di galassie molto primordiali in maggiore abbondanza e luminosità rispetto a quanto previsto in precedenza, e ha rivelato alcuni nuovi tipi di oggetti.
Il gruppo di astronomi aveva rilevato nelle immagini del JWST quello che sembrava essere un oggetto simile a una lente, proveniente dall’universo primordiale. I quasar sono nuclei galattici attivi e luminosi: buchi neri supermassicci al centro delle galassie che accrescono attivamente materiale.
Le peculiari caratteristiche del buco nero supermassiccio rosso
L’accrescimento di materiale sul buco nero supermassiccio rosso emette abbondanti quantità di radiazione che sovrastano la galassia ospite, portandola ad un aspetto compatto e luminoso, simile a quello di una stella.
Le immagini JWST in cui Furtak e Zitrin hanno identificato l’oggetto sono state scattate per il programma UNCOVER, che ha ripreso il campo di un ammasso di galassie, Abell 2744, ad una profondità senza precedenti.
Poiché l’ammasso contiene grandi quantità di massa, piega lo spaziotempo, o i percorsi dei raggi luminosi che viaggiano vicino ad esso, creando di fatto una lente gravitazionale. La lente gravitazionale ingrandisce le galassie di sfondo dietro di essa e consente agli astronomi di osservare galassie ancora più distanti di quanto altrimenti possibile.
“Eravamo molto entusiasti quando JWST ha iniziato a inviare i suoi primi dati. Stavamo analizzando i dati arrivati per il programma UNCOVER e tre oggetti molto compatti ma con fiori rossi si stagliavano in modo prominente e attiravano la nostra attenzione”, ha spiegato il dottor Lukas Furtak, ricercatore post-dottorato presso la BGU e autore principale dei documenti della scoperta.
“Il suo aspetto a “punto rosso” ci ha portato immediatamente a sospettare che si trattasse di un oggetto simile a un quasar”.
Furtak e il gruppo UNCOVER hanno iniziato a indagare sul buco nero supermassiccio rosso: “Abbiamo utilizzato un modello di lente numerica che avevamo costruito per l’ammasso di galassie per determinare che i tre punti rossi dovevano essere immagini multiple della stessa sorgente di fondo, viste quando l’Universo aveva solo circa 700 milioni di anni”, ha dichiarato il Professor Zitrin. , un astronomo della BGU e uno degli autori principali della scoperta.
Le indagini sul buco nero supermassiccio rosso continueranno anche in futuro
“L’analisi dei colori dell’oggetto ha indicato che non si trattava di una tipica galassia con formazione stellare. Questo supporta ulteriormente l’ipotesi del buco nero supermassiccio”, ha aggiunto la Professoressa Rachel Bezanson, dell’Università di Pittsburgh e co-responsabile del programma UNCOVER.
“Insieme alle sue dimensioni compatte, è diventato evidente che si trattava probabilmente di un buco nero supermassiccio, sebbene fosse comunque diverso dagli altri quasar trovati in quei primi tempi”, ha specificato Bezanson. La misurazione ha portato ancora un’altra sorpresa: la massa del buco nero supermassiccio rosso sembra essere eccessivamente elevata rispetto alla massa della galassia ospite.
“Tutta la luce di quella galassia deve rientrare in una piccola regione delle dimensioni di un ammasso stellare odierno. L’ingrandimento della lente gravitazionale della sorgente ci ha dato limiti alle dimensioni. Anche concentrando tutte le possibili stelle in una regione così piccola, il buco nero finisce per rappresentare almeno l’1% della massa totale del sistema”, ha specificato la Professoressa Jenny Greene dell’Università di Princeton.
“In effetti, si è scoperto che molti altri buchi neri supermassicci nell’Universo primordiale mostrano un comportamento simile, che porta ad alcune visioni interessanti della crescita del buco nero supermassiccio rosso e della galassia ospite, e dell’interazione tra loro, che non è ben compresa”.
Gli astronomi non sanno se tali buchi neri supermassicci crescano, ad esempio, da resti stellari o forse da materiale collassato direttamente in buchi neri nell’Universo primordiale: “In un certo senso, è l’equivalente astrofisico del problema dell’uovo e della gallina”, ha concluso il Professor Zitrin: “Al momento non sappiamo cosa sia venuto prima: la galassia o il buco nero, quanto fossero massicci i primi buchi neri e come siano cresciuti”.
