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Gli antenati di tutti i buchi neri


Un gruppo di astronomi italiani ha utilizzato i dati di Chandra, Hubble e Spitzer per identificare i “semi” dei primi buchi neri supermassicci formati nell’Universo.


Esiste una vecchia generazione di buchi neri, quella appartenente ai più antichi oggetti celesti del cielo, che ha preso vita subito dopo il Big Bang. Come? A questa domanda gli scienziati non erano ancora riusciti a dare risposta; fino a oggi.

Ora un gruppo di astronomi italiani ha fornito la prima prova di quelli che potrebbero essere definiti i “semi” dei buchi neri più vecchi dell’Universo.

 Ricercatori della Scuola Normale di Pisa, dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) e dello Science Data Center dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASDC-ASI), hanno infatti individuato due buchi neri supermassicci che hanno tutte le caratteristiche per essere gli antenati di qualunque altro black hole formato successivamente nello spazio.

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Questa immagine mostra  OBJ29323 uno dei due “semi” di buchi neri super massicci rilevati, osservato da Chandra. Le proprietà dei dati a raggi X corrispondono a quelli previsti per i modelli prodotti dal gruppo di ricerca italiano.

 Sarebbero, insomma, i primi mostri cosmici nati nell’Universo bambino che secondo gli astronomi si distinguono in primo luogo per il colore.

Il team italiano ha elaborato un nuovo modello informatico a partire dai dati dell’Osservatorio della NASA Chandra, del Telescopio spaziale NASA/ESA Hubble e del NASA Spitzer Space Telescope per scovare e analizzare i due buchi neri, che esistevano meno di un miliardo di anni dopo il Big Bang.

 Pochissimo, in termini astronomici; e stando alle teorie comunemente accettate della formazione dei buchi neri, tecnicamente non avrebbero avuto il tempo di nascere.

 Invece stavano lì, nell’Universo primordiale, con una massa di circa 100.000 volte le dimensioni del nostro Sole.

 Ecco il secondo fatto sorprendente: non solo questi buchi neri si sono formati in tempi brevissimi, ma sono per così dire nati già grandi.

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Questa immagine mostra uno dei due “semi” di buchi neri supermassicci rilevati, OBJ 29323, osservato da Hubble.

 Questo esclude che abbiano avuto origine dal collasso di una stella, come si pensava in precedenza. Infatti qualunque stella, per quanto massiccia, non avrebbe materiale sufficiente per dar vita a buchi neri così mastodontici come quelli osservati dal gruppo di ricercatori.

 Ma allora da dove sbucano questi antenati dei buchi neri? La risposta arriva proprio dal nuovo modello elaborato a partire dai dati di Chandra, Hubble e Spitzer.

“Se confermata, la nostra scoperta spiegherebbe come sono nati questi buchi neri mostro” afferma Fabio Pacucci della Normale di Pisa e prima firma dello studio che apparirà su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

 La risposta è relativamente semplice, ma potrebbe rivoluzionare la nostra conoscenza dell’evoluzione dei buchi neri: i due antenati supermassicci si sarebbero formati per “collasso diretto” del gas primordiale.

 Una immensa nube di materia intergalattica, quella sprigionata dall’esplosione del Big Bang, comincia a cadere su se stessa senza mai fermarsi, generando un buco nero delle dimensioni di centinaia di migliaia di masse solari.

 Ecco lo scenario ipotizzato da Pacucci e colleghi, che spiegherebbe dunque perché questi antichi buchi neri sono nati già così grossi.

 Questa soluzione, che mette in accordo i dati sperimentali e il nuovo modello teorico sviluppato dagli scienziati, fornirebbe così una soluzione elegante al problema del tempo di crescita dei baby buchi neri mostruosi: nascendo così massicci, un miliardo di anni sarebbe più che sufficiente per raggiungere le dimensioni oggi osservate.

 E spingendo un po’ oltre l’immaginazione, possiamo dire di aver corso un grande rischio: se questo processo che ha dato origine ai primi buchi neri fosse continuato appena un po’ più a lungo, forse non vi sarebbero state stelle né pianeti.

 L’Universo sarebbe diventato un enorme buco nero, che avrebbe inglobato tutta la materia primordiale prodotta per poi collassare su se stesso. Senza mai dare origine alla vita.

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