Gli astronomi dell’Università del Texas e dell’Università dell’Arizona hanno scoperto un buco nero in rapido accrescimento in una delle galassie più estreme conosciute nell’Universo primordiale. La scoperta della galassia e del buco nero al suo centro fornisce nuovi indizi sulla formazione dei primissimi buchi neri supermassicci. Il nuovo studio è stato pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Avvalendosi delle osservazioni dell’Atacama Large Millimeter Array (ALMA), un osservatorio radio situato in Cile, il team ha stabilito che la galassia, denominata COS-87259, che contiene questo nuovo buco nero supermassiccio, è davvero estrema, in quanto forma stelle a una velocità 1000 volte superiore quella della nostra Via Lattea e contiene oltre un miliardo di masse solari di polvere interstellare. La galassia risplende luminosa sia per questa intensa esplosione di formazione stellare che per il buco nero supermassiccio in accrescimento al suo centro.
Il buco nero è considerato un nuovo tipo di buco nero primordiale, pesantemente avvolto dalla “polvere” cosmica, che causa l’emissione di quasi tutta la sua luce nella gamma del medio infrarosso dello spettro elettromagnetico. I ricercatori hanno anche scoperto che questo buco nero supermassiccio in accrescimento (spesso indicato come nucleo galattico attivo) sta generando un forte getto di materiale che si muove a una velocità vicina alla luce attraverso la galassia ospite.
I buchi neri con masse da milioni a miliardi di volte superiori a quella del nostro Sole si trovano al centro di quasi tutte le galassie. Il modo in cui questi buchi neri supermassicci si sono formati rimane però un mistero per gli scienziati, in particolare perché molti di questi oggetti sono stati scoperti quando l’Universo era molto giovane: cioè, poiché la luce di queste fonti impiega così tanto tempo per raggiungerci, li vediamo come esistevano in passato, e, in questo caso specifico, appena 750 milioni di anni dopo il Big Bang, che è circa il 5% dell’età attuale dell’Universo.
Ciò che è particolarmente sorprendente è che questo oggetto è stato identificato su una zona relativamente piccola del cielo tipicamente utilizzata per rilevare oggetti simili – meno di 10 volte la dimensione della Luna piena – suggerendo che potrebbero esserci migliaia di sorgenti simili nell’Universo primordiale. Ciò era completamente inaspettato sulla base dei dati precedenti.
L’unica altra classe di buchi neri supermassicci che conoscevamo nell’Universo primordiale sono i quasar, che sono buchi neri attivi relativamente poco oscurati dalla polvere cosmica. Questi quasar sono estremamente rari a distanze simili a quella di COS-87259, con solo poche decine situate in tutto il cielo. La sorprendente scoperta di COS-87259 e del suo buco nero solleva diversi interrogativi sull’abbondanza dei primissimi buchi neri supermassicci, così come sui tipi di galassie in cui si formano tipicamente.
Ryan Endsley, l’autore principale dello studio, ha affermato: “Questi risultati suggeriscono che i primi buchi neri supermassicci erano spesso pesantemente oscurati dalla polvere, forse come conseguenza dell’intensa attività di formazione stellare nelle loro galassie ospiti. Ciò è qualcosa che altri hanno previsto per alcuni anni, ed è davvero bello vedere le prime prove osservative dirette a sostegno di questa ipotesi“. “Sebbene nessuno si aspettasse di trovare questo tipo di oggetto nell’Universo primordiale, la sua scoperta consente di fare un passo verso una migliore comprensione di come buchi neri con miliardi di masse solari siano stati in grado di formarsi così presto nella storia dell’Universo, oltre a come si sono evolute le galassie più massicce,” ha concluso Endsley.
