Webb scopre il buco nero più antico e infrange le teorie sulla loro formazione

Webb ha scoperto il buco nero più distante e antico mai osservato e mette in discussione le teorie sulla formazione di questi divoratori di materia.

L’oggetto, infatti, sembra nutrirsi di materia proveniente dalla galassia circostante, GN-z11, cinque volte più rapidamente rispetto al limite sostenibile suggerito dagli attuali modelli. Questa accumulazione vorace di materia, secondo il team di ricerca, è ciò che rende la galassia ospite eccezionalmente luminosa.  Gn-z11 dista 13,4 miliardi di anni luce ed è una delle galassie più giovani e distanti mai osservate, oltre a essere una delle più enigmatiche.

Roberto Maiolino, del Dipartimento di Fisica dell’Università di Cambridge e autore della ricerca pubblicata su Nature, ha definito la scoperta «un gigantesco passo in avanti» per la scienza dei buchi neri.

«Abbiamo trovato gas estremamente denso, comune nelle vicinanze dei buchi neri supermassicci che accolgono gas. Queste sono le prime chiare indicazioni che GN-z11 ospita un buco nero che sta divorando materia, afferma Maiolino .

Il buco nero osservato da Webb  è circa 6 milioni di volte più massiccio del Sole.

«L’universo è troppo giovane per poter osservare un buco nero così massiccio, quindi dobbiamo considerare altri modi in cui potrebbero formarsi – ha detto Maiolino – Le galassie più antiche erano estremamente ricche di gas, quindi sarebbero state come un banchetto per i buchi neri», tuttavia raggiungere una massa di milioni o miliardi di volte quella del Sole dovrebbe richiedere miliardi di anni di alimentazione costante.

Sono due le strade che gli scienziati stanno seguendo per spiegare la presenza di buchi neri supermassicci nell’Universo primordiale. Essi potrebbero nascere come piccoli semi di buchi neri che si creano quando le stelle massicce collassano alla fine della loro vita, oppure potrebbero saltare completamente questa fase.

Quest’ultima possibilità potrebbe verificarsi se vaste nubi di gas freddo e polvere collassassero per formare immediatamente un «seme di buco nero pesante» con una massa qualche milione di volte quella del Sole. In questo modo, la crescita avanza rapidamente, incluso il processo di alimentazione, aiutando i semi dei buchi neri a crescere, fino a diventare supermassicci. La scoperta di questo antico buco nero favorisce la teoria del ‘seme pesante’.

Ma c’è un altro punto. La velocità con cui il buco nero di Gn-z11 sta risucchiando materia potrebbe suggerire che i buchi neri potrebbero essere in grado di nutrirsi molto più velocemente di quanto osservato fino ad ora in quelli scoperti nell’universo primordiale. L’ipotesi favorisce la teoria sui ‘piccoli semi’ di buchi neri.

Intanto, secondo gli studiosi, una cosa è abbastanza certa: la ‘golosità’ di questo buco nero sarà responsabile della sorte di Gn-z11, una galassia circa 100 volte più piccola della Via Lattea. È probabile che i venti ultraveloci di particelle eruttate attorno al buco nero stiano allontanando gas e polvere dal cuore della galassia, ingredienti principali delle nuove stelle. Questo significa che il buco nero, arrestando la nascita stellare, stia fermando la crescita di questa piccola galassia.

Ancora una volta, la sensibilità degli strumenti di Webb svela nuovi misteri dell’Universo. Con questa scoperta la scienza fa un enorme passo avanti nella comprensione di come i buchi neri supermassicci possano raggiungere masse equivalenti a milioni di volte quella del Sole nelle primissime epoche dell’Universo.

 

Immagine in evidenza: la galassia GN-z11 vista da Hubble e l’illustrazione di un buco nero – Crediti: Nmasa, Esa, P. Oesch (Yale University), G. Brammer (STScI), P. van Dokkum (Yale University), and G. Illingworth (University of California, Santa Cruz) e Robert Lea (per l’illustrazione)