AstroRubrica: I misteriosi Little Red Dots
Quando il telescopio spaziale James Webb ha iniziato le sue osservazioni nel 2022, gli astronomi si aspettavano di individuare galassie giovani e poco luminose a distanze molto grandi, in modo da poter guardare indietro nel tempo, ovvero fino a circa 13 miliardi di anni fa, quando l’universo aveva solo poche centinaia di milioni di anni.
Tra le sorgenti lontane, tuttavia, emerse una popolazione inaspettata di oggetti estremamente compatti: piccoli punti rossastri molto più luminosi del previsto, che nel 2023 furono denominati “Little Red Dots”. Le loro dimensioni, di appena poche centinaia di anni luce, sono minuscole se paragonate, ad esempio, a quelle della Via Lattea, che ha un diametro di circa 100.000 anni luce.
Una scoperta che ha sollevato nuove domande
A quel tempo, le prime stelle avevano già iniziato a formarsi, ma l’universo era ancora molto diverso da quello che osserviamo oggi. È proprio per questo che la scoperta dei “Little Red Dots” ha immediatamente attirato l’attenzione degli astronomi. La loro luminosità sembrava, ad esempio, indicare la presenza di buchi neri con masse estremamente elevate, che si erano sviluppati in un arco di tempo troppo breve per poter essere spiegati dai modelli tradizionali.
I primi dati del JWST suggerivano che questi oggetti potessero essere spiegati dalla presenza di gas caldo che si muoveva a velocità di migliaia di chilometri al secondo attorno a buchi neri in fase di accrescimento.
Le stime iniziali indicavano oggetti con masse comprese tra 10 milioni e un miliardo di masse solari. Questi valori, insieme all’abbondanza di oggetti simili scoperti, rappresentavano una sfida per i modelli teorici, poiché suggerivano una crescita estremamente rapida in un universo ancora molto giovane.
Le osservazioni di Webb e Chandra
Per capire se l’ipotesi dei buchi neri fosse corretta, i ricercatori hanno deciso di combinare le osservazioni del James Webb con quelle del telescopio spaziale Chandra, che da oltre venticinque anni osserva il cielo nei raggi X.
Solitamente quando del materiale precipita verso un buco nero viene compresso e riscaldato fino a raggiungere temperature di milioni di gradi, producendo radiazione ad altissima energia. I raggi X possono quindi rivelare l’esistenza di un nucleo galattico attivo anche quando grandi quantità di gas e polveri ne nascondono la luce.
3DHST-AEGIS-12014, noto anche come “X-ray dot”, si trova a circa 11,8 miliardi di anni luce dalla Terra e presenta la maggior parte delle caratteristiche dei cosiddetti piccoli punti rossi, tra cui le dimensioni ridotte, il colore rosso e la grande distanza.
Tuttavia, a differenza degli altri Little Red Dots osservati dal telescopio JWST, che non erano noti per emettere raggi X, questo emette luce a raggi X, come osservato da Chandra. Questa scoperta ha portato i ricercatori a ipotizzare che questo oggetto rappresenti una fase di transizione finora sconosciuta tra i buchi neri stellari e i buchi neri supermassicci in fase di crescita.
Le ipotesi più recenti
Con l'aumentare del numero di osservazioni, sono state proposte numerose interpretazioni. Una delle ipotesi più discusse riguarda la formazione dei cosiddetti buchi neri a collasso diretto, generati dalla contrazione di immense nubi di gas primordiale con masse comprese tra 100.000 e 1 milione di volte quella del Sole.
Altri studi suggeriscono che almeno una parte dei Little Red Dots possa rappresentare una fase di transizione nell’evoluzione galattica, caratterizzata da un’intensa formazione stellare e dalla presenza di grandi quantità di polvere.
Secondo alcuni studi più recenti, questi oggetti potrebbero addirittura essere gli antenati degli ammassi globulari che ancora oggi orbitano attorno a galassie più grandi.
È probabile che dietro la definizione di Little Red Dots si nasconda in realtà una popolazione molto eterogenea, composta da oggetti diversi osservati in una fase particolare della loro evoluzione.
A pochi anni dalla loro scoperta, i Little Red Dots continuano a rappresentare uno dei misteri più affascinanti dell’astrofisica moderna. Comprendere la loro natura potrebbe aiutarci a ricostruire la storia dei primi buchi neri, a capire come si sono formate le prime galassie e a far luce sui processi che hanno plasmato l’universo durante i suoi primi miliardi di anni di esistenza.
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