Un buco nero supermassiccio scoperto recentemente dai telescopio James Webb e dall’osservatorio Chandra è destinato a cambiare la concezione delle galassie e dello spazio che abbiamo: è un oggetto antichissimo, sorto, probabilmente, circa 500 milioni di anni poco dopo il Big Bang. A dimostrarlo è la debole radiazione che emette, una prova che spiega come il buco nero sia nato in un periodo in cui l’universo aveva solamente il 3% della sua età attuale.
Il buco nero è stato avvistato in una galassia col nome di UZH1 e attualmente si trova in uno stadio evolutivo mai visto prima negli altri suoi simili, tanto che la sua massa è simile a quella delle stelle che gli stanno crescendo attorno. L’immagine del buco nero è arrivata a noi dopo un viaggio durato ben 13,2 miliardi di anni.
Come i ricercatori hanno trovato il buco nero
I ricercatori hanno impiegato una sofisticata combinazione di strumenti scientifici per rivelare la presenza di un buco nero, sfruttando la potenza di osservazione di tre strumenti principali: l’osservatorio a raggi X Chandra, il telescopio spaziale James Webb (JWST) e il fenomeno spaziale noto come lente gravitazionale.
La lente gravitazionale è un fenomeno affascinante in cui la luce proveniente da una fonte distante viene deviata e amplificata dalla forza gravitazionale esercitata da un oggetto massiccio situato lungo la linea di vista. In questo caso, l’oggetto massiccio in questione è l’ammasso di galassie Abell 2744, situato a una distanza incredibile di 3,5 miliardi di anni luce dalla Terra.
L’ammasso di galassie Abel 2744
L’ammasso di galassie Abell 2744 è noto per la sua eccezionale densità, tanto da causare una deformazione dello spazio-tempo attorno a sé. Questa deformazione è ciò che consente al fenomeno della lente gravitazionale di verificarsi, con lo spazio-tempo che funge da “lente” naturale, amplificando la luce proveniente da oggetti situati dietro l’ammasso di galassie. Tra questi oggetti, uno dei punti focali della ricerca era la galassia UHZ1.
Grande quanto il Sole
Il buco nero di UHZ1 si stima che abbia tra le 10 e le 100 milioni di volte la massa del nostro Sole. In proporzione, è molto più grande del buco nero supermassiccio che si trova al centro della nostra galassia, Sagittarius A*, che ha una massa di circa 4,6 milioni di volte quella del Sole. Ciò significa che è assolutamente enorme per un’epoca così precoce dell’universo.
Andy Goulding è ricercatore associato presso il Dipartimento di Scienze Astrofisiche dell’Università di Princeton, nel New Jersey, co-autore di un articolo pubblicato sull’Astrophysical Journal Letters e autore principale di un secondo studio accettato per la pubblicazione su Nature Astronomy e disponibile in pre-print su ArXiv.
L’esperto ha spiegato tramite alcune dichiarazioni riportate da FanPage: “Ci sono limiti fisici alla velocità con cui i buchi neri possono crescere una volta formati, ma quelli che nascono più massicci hanno un vantaggio. È come piantare un alberello, che impiega meno tempo per crescere fino a diventare un albero a grandezza naturale rispetto a piantare solo un seme”.
Un bestione dallo spazio profondo
Il buco nero osservato in UHZ1 è straordinariamente grande, superando di circa dieci volte le dimensioni che ci si aspetterebbe. Questa insolita scoperta apre un nuovo campo di indagine sulla formazione dei buchi neri supermassicci, in particolare nel periodo subito dopo il Big Bang. Una prospettiva teorica intrigante nota come l’ipotesi “Outsize Black Hole“, sviluppata dalla co-autrice Priyamvada Natarajan, astrofisica teorica dell’Università di Yale, suggerisce che questi buchi neri di dimensioni eccezionali potrebbero formarsi da una serie di eventi.
Questi includono la collisione di buchi neri più piccoli, che si formano quando stelle estremamente massicce esplodono in supernove, oppure il collasso diretto di una densa nube di gas. Le osservazioni di UZH1 corrisponderebbero prorio a un simile scenario. Natarajan ha dichiarato al riguardo: “Pensiamo che questa sia la prima rilevazione di un buco nero ‘fuori misura’ e la migliore prova finora ottenuta che alcuni buchi neri si formino da enormi nubi di gas”.
