Il telescopio Webb ha fornito immagini che evidenziano come i buchi neri supermassicci inibiscono le stelle in formazione.
Il team di ricerca, guidato da Rhythm Shimakawa, professore associato di astronomia all’Università di Waseda, in Giappone, ha utilizzato la NirCam (Near Infrared Camera) del telescopio Webb, analizzando le 19 galassie che fanno parte del protoammasso Spiderweb, che si trova a circa 11 miliardi di anni luce dalla Terra.
Sembra che le galassie in cui si trovano i buchi neri supermassicci, siano caratterizzate da processi di formazione di stelle molto più lenti rispetto alle altre galassie. Ciò potrebbe aiutare a colmare alcune lacune riscontrate nella ricerca fino a oggi.
«Siamo riusciti a ottenere mappe ad alta risoluzione delle linee di ricombinazione dell’idrogeno, che indicano l’attività di formazione stellare. – ha detto Shimakawa – Abbiamo scoperto che le galassie massicce con buchi neri supermassicci attivi non mostrano alcun segno di formazione stellare rispetto a quelle senza buchi neri supermassicci attivi».
Le stelle si formano quando enormi nubi di gas di idrogeno freddo collassano sotto il peso della loro gravità . Man mano che aumenta la densità della materia all’interno della nube in collasso, la temperatura aumenta. Ciò alla fine innesca la fusione nucleare, che dà vita alle stelle.
Questo processo provoca la ionizzazione degli atomi di idrogeno, un meccanismo che emette un tipo specifico di radiazione visibile negli spettri luminosi ottenuti dagli strumenti sofisticati della NirCam.
Gli scienziati hanno osservato da tempo che più le galassie invecchiano, meno stelle sembrano produrre. Inizialmente, gli esperti pensavano che la formazione stellare rallentasse semplicemente perché le galassie consumano il loro gas idrogeno freddo. Tuttavia, le osservazioni hanno rivelato che alcune galassie giovani, fino a 1 miliardo di anni, mostrano già segni di esaurimento della formazione stellare. Si tratta di un periodo troppo breve per determinare la perdita di idrogeno.
Alcuni astronomi hanno quindi suggerito che, quando le galassie si fondono con altre galassie aumentando la propria grandezza, anche i buchi neri al loro centro crescono, raggiungendo milioni di masse solari, e ciò amplia anche la loro capacità di risucchiare gas dalle galassie. Quanto più massiccio è il buco nero, tanto più velocemente fa muovere la materia a spirale oltre il suo orizzonte degli eventi, raggiungendo velocità di decine di migliaia di chilometri. Alcuni di questi buchi neri sputano parte del gas in accrescimento nello spazio intergalattico sotto forma di getti relativistici, privando ulteriormente la galassia del mezzo stellare. Le recenti osservazioni di Webb supportano questa teoria.
«Il protoammasso Spiderweb è il primo antico ammasso di galassie mai trovato ed è stato studiato da vari gruppi di ricerca per oltre due decenni – ha dichiarato il leader del team – Ci sono molte galassie massicce che ospitano buchi neri supermassicci, il che rende Spiderweb il laboratorio ideale per studiare in dettaglio la relazione tra i buchi neri e la formazione stellare».
Nell’immagine le 8 galassie con i buchi neri supemassicci e le 11 con i buchi neri più piccoli. (Crediti: James Webb Telescope, Nasa, Monthly Notice)
Gli scienziati hanno avuto prova che i buchi neri supermassicci possono spingere il gas fuori dalle galassie, ma le osservazioni provenienti dallo studio condotto da Shimakawa e il suo team, sono particolarmente preziose, in quanto delle 19 galassie del protoammasso Spiderweb, ben 8 tra esse hanno buchi neri supermassicci attivi al centro e ciò rende il campione significativo.
Lo studio è stato pubblicato il 18 dicembre scorso sulla rivista Monthly Notice della Royal Astronomical Society.
Nell’immagine in alto il protoammasso Spiderweb visto dal telescopio Webb. (Crediti: Esa/Webb, Nasa, Csa, Dannerbauer)
