AstroRubrica: un buco nero neonato

Un gruppo di ricercatori potrebbe aver individuato per la prima volta un buco nero supermassiccio subito dopo la sua formazione. Il buco nero si trova al centro di una struttura chiamata “Infinity”, nata dalla fusione di due galassie. La scoperta potrebbe offrire un nuovo spunto per comprendere come i buchi neri massicci si siano originati nell'universo primordiale.

La galassia "Infinity"

Analizzando alcune immagini raccolte dalla survey COSMOS-Web - parte dell'archivio del James Webb Space Telescope - un team di astronomi guidato dall'Università di Yale si è imbattuto in una galassia dalla forma insolita che ricorda il simbolo dell'infinito. Da qui il nome “Infinity”. Questa galassia è il risultato di una collisione tra due galassie a disco, che ha dato origine a una struttura a forma di doppio anello. 

Ma la vera sorpresa si trova al centro di questa immagine: immerso in una vasta nube di gas c'è un buco nero supermassiccio e attivo  che potrebbe essersi formato di recente. Un evento del genere non era mai stato osservato prima.

In genere, i buchi neri supermassicci si trovano nei nuclei delle galassie. In questo caso, invece, il buco nero si trova tra i due nuclei galattici, proprio nella zona di collisione. Secondo gli autori dello studio, è proprio qui che il collasso diretto di una nube di gas avrebbe portato alla nascita di un buco nero massiccio.

Le osservazioni successive, condotte con strumenti come il Very Large Array, il Chandra X-ray Observatory e il Keck Observatory, hanno confermato la presenza del buco nero. Si stima che la sua massa sia pari a circa un milione di volte quella del Sole, simile a quella del buco nero al centro della nostra Via Lattea.

Formazione dei buchi neri

Nel dibattito sull’origine dei buchi neri nell’universo giovane, esistono due teorie principali.

La prima è quella dei “light seeds”: piccoli buchi neri si formano quando il nucleo di una stella collassa e la stella esplode come supernova. Con il tempo questi si fondono in buchi neri molto più massicci, in un processo che richiede però centinaia di milioni di anni.

La seconda teoria è quella dei “heavy seeds”, secondo la quale i buchi neri massicci si formano dal collasso di enormi nubi di gas, senza passare per la fase stellare. In condizioni normali, tali nubi tendono infatti a formare stelle. Perché ciò non accada, sono necessarie condizioni particolari, come quelle che potrebbero verificarsi durante una violenta collisione tra galassie.

Questo è ciò che potrebbe essere accaduto nella galassia Infinity. La collisione tra due galassie potrebbe aver compresso il gas fino a formare un nucleo estremamente denso, che sarebbe poi collassato in un buco nero.

Sebbene tali collisioni siano eventi rari, densità di gas altrettanto estreme potrebbero essere state abbastanza comuni nelle prime epoche cosmiche, quando le galassie iniziarono a formarsi.

Buchi neri massicci nell'universo primordiale

Potrebbe essere la prima volta che osserviamo un buco nero supermassiccio nei momenti immediatamente successivi alla sua formazione.

La scoperta di Infinity potrebbe dunque offrire uno sguardo privilegiato su un processo che, miliardi di anni fa, potrebbe essere stato cruciale nell'origine di questi oggetti cosmici enigmatici.

Recentemente, il telescopio Webb ha osservato buchi neri molto massicci nell'universo primordiale che, secondo alcune teorie, non avrebbero avuto il tempo di crescere così rapidamente. Con queste nuove osservazioni, gli astronomi potrebbero spiegare la loro esistenza. 

Le ricerche future saranno fondamentali per confermare questa ipotesi e comprendere meglio il ruolo che le collisioni galattiche e le condizioni estreme hanno avuto nella nascita dei giganti oscuri dell'universo.