Buco nero in crescita batte ogni record: è il primo avvistato all’alba dei tempi (ed è già enorme)
Un buco nero supermassiccio sta riscrivendo la storia dell’astrofisica delle galassie: la sua debole radiazione, segno distintivo della sua crescita, proviene da 470 milioni di anni dopo il Big Bang, un periodo in cui l’universo aveva appena il 3% della sua età attuale. Avvistato in una galassia conosciuta con il nome di UZH1, questo buco nero è in uno stadio di sviluppo mai visto prima, tale da avere una massa simile a quella di tutto il sistema di stelle che gli sta crescendo attorno. Ed è così lontano, che la sua radiazione ha viaggiato per 13,2 miliardi di anni prima di raggiungerci.
Per trovarlo, i ricercatori hanno utilizzato la potenza combinata dell’osservatorio a raggi X Chandra, del telescopio spaziale James Webb (JWST) e di un capriccio dello spazio, chiamato lente gravitazionale, il fenomeno che si verifica quando la luce di una sorgente lontana viene deviata e amplificata dalla gravità di un oggetto massiccio, in questo caso l’ammasso di galassie Abell 2744, situato a 3,5 miliardi di anni luce dalla Terra. Questo ammasso è così denso che deforma lo spazio-tempo in modo che lo stesso spazio-tempo agisca come una lente, amplificando la luce degli oggetti dietro l’ammasso di galassie. Tra questi oggetti c’era proprio la galassia UHZ1.
L’enorme buco nero di UZH1 è fino a 100 milioni di volte più massiccio del 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.
“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 – ha spiegato Andy Goulding, ricercatore associato 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 – . 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”.
Il buco nero di UHZ1 è circa 10 volte più grande di quanto dovrebbe essere, ma le sue insolite dimensioni potrebbero fornire informazioni utili a capire come possano raggiungere masse colossali subito dopo il Big Bang. Una visione teorizzata nell’ipotesi “Outsize Black Hole” dalla co-autrice Priyamvada Natarajan, astrofisica teorica dell’Università di Yale, suggerisce che i buchi neri supermassicci possano formarsi dalla collisione di diversi grandi buchi neri quando stelle molto massicce diventano supernove oppure dal collasso diretto di una nube di gas.
Le osservazioni di UHZ1 corrisponderebbero molto bene alle aspettative di questo secondo scenario. “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 – ha evidenziato Natarajan – . Per la prima volta, stiamo assistendo a una breve fase in cui un buco nero supermassiccio pesa quanto le stelle della sua galassia prima di essere superato”.
