Utilizzando il telescopio spaziale James Webb (JWST), gli astronomi hanno individuato il più primordiale vento “delle dimensioni di una galassia” che soffia da un quasar alimentato da un buco nero supermassiccio. Il potente vento sta spingendo gas e polvere dalla sua galassia a velocità incredibili, uccidendo la nascita delle stelle nella sua galassia ospite.
Questo quasar, denominato J1007+2115, è così distante che è visto com’era solo 700 milioni di anni dopo il Big Bang, quando l’Universo di 13,8 miliardi di anni aveva solo circa il 5% della sua età attuale. Sebbene questo renda J1007+2115 solo il terzo quasar più primordiale mai visto, è il primo mai osservato con un potente vento delle dimensioni di una galassia che ne sgorga.
Tuttavia, i flussi in uscita da questo quasar non sono solo notevoli per la loro antichità. I venti di J1007+2115 si estendono dal buco nero alla loro fonte per ben 7.500 anni luce, il che equivale a circa 25 sistemi solari allineati uno accanto all’altro. La materia che spostano ogni anno equivale a 300 soli a velocità equivalenti a 6.000 volte la velocità della luce, hanno affermato i ricercatori.
“È il terzo quasar più primordiale e il terzo più distante alimentato da un buco nero supermassiccio in accrescimento noto oggi“, ha detto a Space.com Weizhe Liu, leader del team che ha portato alla scoperta e ricercatore dell’Università dell’Arizona. “A nostra conoscenza, questo vento guidato da quasar su scala galattica è attualmente il più primordiale conosciuto”.
I venti di questo buco nero supermassiccio centrale potrebbero persino essere abbastanza potenti da “uccidere” la galassia madre che attraversano a 6.000 volte la velocità del suono, privandola della materia necessaria per far nascere nuove stelle.
Come i buchi neri supermassicci ottengono il vento
Si ritiene che tutte le grandi galassie abbiano al loro centro un buco nero supermassiccio, con una massa tra milioni e miliardi di volte quella del Sole. Ma non tutti questi buchi neri alimentano i quasar, le fonti di luce più luminose del cosmo. Questo perché alcuni buchi neri supermassicci non sono circondati da grandi quantità di gas e polvere di cui possono nutrirsi. Ad esempio, il buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia, Sagittarius A* (Sgr A*), è silenzioso e debole.
Altri buchi neri supermassicci sono circondati da una ricchezza di materiale che turbina attorno a loro in una nube appiattita chiamata disco di accrescimento che li alimenta gradualmente. L’immensa influenza gravitazionale del buco nero centrale provoca un potente attrito nei dischi di accrescimento, riscaldando questo materiale e facendolo brillare intensamente.
Queste regioni, chiamate nuclei galattici attivi (AGN), sono così luminose che possono oscurare la luce combinata di ogni stella nella galassia che le circonda. Quando vengono viste a grandi distanze, queste regioni sono chiamate “quasar“.
La potente radiazione emessa dai dischi di accrescimento ha anche un altro effetto: allontana materia come gas e polvere da intorno all’AGN. Questi venti da quasar possono anche allontanare gas e polvere dalla galassia più ampia che ospita il quasar.
Con l’aiuto del telescopio spaziale James Webb, i ricercatori sono stati in grado di vedere che il materiale nei venti emessi dal quasar J1007+2115 viaggia a un’incredibile velocità di 47,6 milioni di km/h. Come si può immaginare, venti così potenti e di vasta portata trasportano una grande quantità di materia. Liu ha detto che i venti del quasar J1007+2115 trasportano materiale con una massa equivalente a 300 soli ogni anno.
La galassia che ospita J1007+2115 è ricca di gas molecolare denso e polvere, i mattoni delle stelle, come osservato da Webb. La galassia forma stelle a una velocità di circa 80-250 masse solari ogni anno. Ma la luce di quella galassia viaggia verso di noi da 13,1 miliardi di anni, il che significa che probabilmente ora è molto diversa. In particolare, grazie a questi venti da quasar, l’attività di starburst potrebbe non essere continuata a lungo.
L’eliminazione di gas e polvere tramite questi venti da quasar taglierà anche la fornitura di alimentazione per il buco nero supermassiccio che li guida. Ciò significa che anche la crescita del buco nero supermassiccio, con una massa stimata pari a quella di 1 miliardo di soli, potrebbe essere stata interrotta.
“Il vento sta spingendo una grande quantità di gas verso l’esterno”, ha detto Liu. “Questo potrebbe sopprimere l’attività di formazione stellare della galassia, che ha bisogno di gas per formare stelle, e anche la crescita del buco nero supermassiccio stesso, che ha anche bisogno dell’accrescimento di gas”.
Questo potrebbe significare che questa galassia primordiale è ora una galassia morta e non sta crescendo molto a causa della rimozione del suo materiale di formazione stellare e della riduzione della sua nascita stellare.
Ulteriori ricerche
Il team non ha ancora finito con i venti da quasar e con l’indagine sulla loro influenza sulle galassie madri. I ricercatori continueranno a dar loro la caccia e potrebbero persino scoprirne altri che esistevano meno di un miliardo di anni dopo il Big Bang. “Ora puntiamo a cercare altri venti di questo tipo, guidati dai quasar, su scala galattica nell’Universo primordiale e a conoscere le loro proprietà come popolazione“, ha concluso Liu.
Una versione pre-print della ricerca è disponibile nell’archivio arXiv.
