Scoperto un buco nero antichissimo

Ogni galassia massiccia nell'universo ha un buco nero supermassiccio al suo centro. Secondo gli attuali modelli, questi buchi neri si sarebbero formati nel cosmo primordiale con masse iniziali tra 100 e 100.000 masse solari.

Ora, un nuovo studio pubblicato su “Nature” a firma di Xue-Bing Wu dell'Università di Pechino e colleghi di una collaborazione internazionale ha confermato sperimentalmente l'esistenza nell'universo primordiale di un buco nero di eccezionali dimensioni: la sua massa stimata è pari a 12 miliardi di masse solari.

L'incredibile oggetto risale a 875 milioni di anni dopo il big bang, cioè a un'epoca in cui l'età dell'universo era solo il sei per cento di quella attuale, ed è stato osservato in una delle regioni più remote del cosmo. Considerato che la luce impiega un certo tempo per attraversare lo spazio e giungere fino ai nostri rivelatori, gli oggetti più lontani ci appaiono com'erano in un'epoca primordiale dell'universo.

La scoperta è avvenuta utilizzando i dati raccolti in tre diversi programmi di osservazione del cosmo profondo: Sloan Digital Sky Survey, 2MASS (Two Micron All-Sky Survey) e Wide-field Infrared Survey Explorer. In particolare, gli autori hanno analizzato i dati di quasar distanti.

Illustrazione di un quasar (Cortesia ESO/M. Kornmesser)

I quasar sono nuclei galattici attivi, cioè galassie la cui intensa luce non ha origine dalla componente stellare: con tutta probabilità si tratta invece della radiazione emessa dal disco di accrescimento di un buco nero massiccio al  centro della galassia. L'intenso campo gravitazionale del buco nero attrae infatti la materia circostante, costituita da gas e polveri, che si avvolge a spirale prima di essere inghiottita. La rapida accelerazione di questa materia produce la radiazione osservata.

Secondo Xue-Bing Wu e colleghi, l'eccezionalità della nuova scoperta non riguarda solo la massa del buco nero, ma anche quella della galassia che lo ospita, che dovrebbe essere in proporzione. Secondo le stime, la massa di questa galassia ospite sarebbe infatti compresa tra 4 e 9 miliardi di masse solari, quindi paragonabile alle più massicce galassie osservate finora. 

Le osservazioni hanno così permesso di raccogliere nuove informazioni sulla formazione delle galassie massicce nell'universo primordiale, nonché sulla correlazione tra la formazione delle stelle nella galassia e il processo di accrescimento del disco intorno al buco nero centrale.

Un altro aspetto interessante è che non solo il buco nero è il più massiccio di questo tipo finora scoperto nell'universo primordiale, ma anche che la radiazione prodotta da questo "mostro" celeste è la più intensa di quell'epoca cosmica, a causa dell'alto tasso di accrescimento del disco, e potrebbe essere usata come strumento per studiare il cosmo distante.

Via via che si propaga verso l'osservatore, infatti, la luce passa attraverso il gas del mezzo interstellare che contiene idrogeno, elio e vari metalli, cioè gli elementi più pesanti dell'elio prodotti all'interno delle stelle. Questi elementi assorbono una piccola porzione della luce a specifiche lunghezze d'onda: quanto più è luminoso l'oggetto, tanto più completo può essere lo studio del gas presente lungo il cammino.

Gli autori sperano che l'estrema luminosità osservata possa permettere di misurare l'abbondanza dei metalli nel mezzo intergalattico dell'universo primordiale con una precisione senza precedenti. Questo consentirà di ottenere informazioni sui processi di formazione stellare appena dopo il big bang.

Fonte:http://www.lescienze.it/news/2015/02/26/news/buco_nero_gigantesco_universo_primordiale-2499905/