Ti presentiamo il buco nero più antico dell’universo!

Un buco nero sta divorando la sua galassia da più di 13 milioni di anni. La sua scoperta suggerisce nuove teorie sull’origine dei buchi neri 

La ricerca presentata su Nature proprio ieri, 17 gennaio 2024, testimonia la presenza di un buco nero antichissimo, nato poco dopo il Big Bang. Scopriamo dove si trova, come ha fatto a diventare così massiccio e quali nuovi teorie stanno nascendo in merito alla nascita dei buchi neri, proprio grazie alla sua scoperta.

Che cos’è un buco nero?

Prima di raccontarvi del buco nero più antico di sempre, è meglio rinfrescarvi la memoria su cosa effettivamente sia un buco nero.

Per buco nero si intende una regione dello spazio-tempo in cui la forza di gravità raggiunge dei livelli talmente elevati da inghiottire qualsiasi cosa gli capiti a tiro. Un buco nero può formarsi quando una grande massa si concentra in una piccola porzione dello spazio, ad esempio in seguito al collasso di una stella.

Nell’universo esistono diversi tipi di buchi neri:

• Stellare: formatosi per il collasso di una stella, che una volta esaurito il su combustibile nucleare, perisce sotto l’influenza della forza di gravità.
• Intermedio: tende a formarsi per l’accumulo graduale di materia in una regione compatta, la sua massa è a metà tra i buchi neri stellari e quelli supermassicci.
• Supermassiccio: al centro delle galassie, può avere una massa miliardi di volte più grossa di quella del Sole e nasce da resti di stelle morte già collassate. La scoperta del nuovo buco nero più antico di sempre, dimostra che delle volte potrebbero già nascere di grosse dimensioni, e non crescere gradualmente nel corso di migliaia di anni come si pensava. Ma stiamo per approfondire l’argomento nel paragrafo successivo.
• Primordiale:  questo tipo di buco nero si sarebbe formato durante le fluttuazioni quantistiche di densità, avvenute nella fase primordiale di creazione dell’Universo.

Ma ora torniamo al nostro buco nero appena scoperto, che rientra nella terza categoria appena elencata ma sta portando con sé grosse, anzi enormi, novità.

Dove si trova questo buco nero supermassiccio?

È stato localizzato nella galassia GN-z11, che fino al 2022 deteneva il record della galassia più antica mai scoperta. Si tratta di una galassia dalle dimensioni ridotte. Basti pensare che è circa cento volte più piccola rispetto alla Via Lattea. Il suo sviluppo però viene messo a dura prova dall’enorme buco nero che piano piano la divora, ecco spiegate le sue ridotte dimensioni nonostante la sua veneranda età.

Probabilmente il buco nero sta consumando rapidamente il gas della galassia e lo sta usando per diventare più grosso, ecco perché questo “mostro affamato” risulta ben visibile per il bagliore ultravioletto: il gas vorticando attorno al buco nero, diventa talmente caldo da irradiare energia UV.

Consumando quantità energie eccessive di gas, il buco nero arriva a respingerlo con potenza nella galassia e questo vento forte sarebbe il diretto responsabile del lento degrado della piccola galassia, andando a stroncare il processo di formazione delle stelle.

Come si è formato?

Si tratta di un buco nero con una massa milioni di volte più grossa di quella del Sole, e pare proprio sia spuntato fuori 400 milioni di anni dopo la nascita dell’Universo.

Secondo alcuni astronomi, la sua crescita esponenziale sarebbe avvenuta nel corso di miliardi di anni, probabilmente da stelle molto grosse che sono collassate una volta terminato il combustibile nucleare, e sarebbe poi cresciuto gradualmente.

Secondo altre teorie, invece, l’enorme buco nero potrebbe essere nato già così massiccio oppure essere semplicemente più veloce divorare la galassia in cui vive: pare proprio che abbia un ritmo 5 volte superiore a quello ritenuto possibile per un buco nero.

“È molto presto nell’Universo vedere un buco nero così massiccio, quindi dobbiamo considerare altri modi in cui potrebbero formarsi”, ha spiegato Roberto Maiolino, autore dello studio. “Le galassie più antiche erano estremamente ricche di gas, quindi sarebbero state come un buffet per i buchi neri”.

Come è stato scoperto?

Il merito della scoperta va al James Webb Telescope, un telescopio potentissimo, che consente di perlustrare l’Universo con una precisione mai vista prima. Maiolino sostiente che il James Webb sia riuscito a rivoluzionare l’intera esperienza di osservazione dell’Universo:

“È come passare dal telescopio di Galileo a un telescopio moderno in una notte. Prima che Webb entrasse in funzione, pensavo che forse l’Universo non fosse così interessante, quando si va oltre quello che potevamo vedere con Hubble. Ma non è stato affatto così: l’Universo è stato molto generoso nel mostrarci ciò che ha fatto. E questo è solo l’inizio”.

Probabilmente, crazie alla potenza di questo nuovo telescopio, nei prossimi anni potrebbero saltare fuori buchi neri come funghi, dando nuovi strumenti e termini di paragone agli scienziati per scoprire di più sui diversi modi in cui buchi neri così grossi riescano a formarsi.

La domanda a cui rispondere ora è una sola: nascono già così grandi o è la loro fame spaziale a trasformarli in mostri giganteschi pronti ad inghiottire le galassie in tempi da record?