Gli astronomi hanno scoperto una nidiata di galassie insolite nell'universo primordiale che è cresciuta centinaia di volte più velocemente dei loro cugini moderni, il che spiega il mistero dell'esistenza di buchi neri giganti nelle prime ere dopo il Big Bang, secondo un articolo pubblicato sulla rivista Nature.
RIA Novosti / Alina Polyanina
“Stavamo cercando una cosa completamente diversa: stavamo cercando di trovare tracce di formazione stellare in quelle galassie in cui sono stati trovati questi buchi neri. Invece, siamo riusciti a trovare altri quattro oggetti proprio accanto a loro, le stelle si stavano formando a una velocità vertiginosa - diverse centinaia di masse solari all'anno , afferma Roberto Decarli dell'Istituto di astronomia di Heidelberg (Germania).
Si ritiene che i centri delle galassie più massicce ospitino buchi neri supermassicci, la cui massa può variare da un milione a miliardi di volte la massa del Sole. Le ragioni della formazione di questi oggetti non sono ancora del tutto chiare. Inizialmente, gli scienziati credevano che tali oggetti sorgessero allo stesso modo dei loro normali "cugini": come risultato del collasso gravitazionale delle stelle e della successiva fusione di diversi grandi buchi neri.
Le osservazioni delle prime galassie nell'Universo hanno fatto dubitare degli astrofisici su questo: si è scoperto che erano abitate da buchi neri con una massa di decine di miliardi di Soli. Tali oggetti, come mostrano i calcoli, semplicemente non avrebbero il tempo di crescere fino a una tale dimensione se fossero nati piccoli. Pertanto, alcuni scienziati hanno iniziato a credere che i buchi neri supermassicci nascano secondo scenari più esotici - come risultato del collasso di nuvole giganti di idrogeno atomico "puro" oa causa di ammassi di materia oscura.
È così che l'artista ha immaginato la nascita di un buco nero nell'universo primordiale. Foto: John Wise, Georgia Tech
Decarli ed i suoi colleghi hanno trovato una possibile risposta a questa domanda studiando le galassie più lontane dove questi buchi neri sono stati trovati con il radiotelescopio ALMA, costruito sull'altopiano d'alta quota cileno Chahnantor. Questo telescopio, spiegano gli autori, può tracciare i movimenti anche delle nuvole di gas più fredde da cui si formano le stelle, il che gli consente di essere utilizzato per stimare direttamente la frequenza della formazione stellare.
Le galassie che Decarli ei suoi colleghi hanno cercato di studiare si sono formate circa 13 miliardi di anni fa, poche centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang. L'enorme distanza da loro e la luce intensa dei quasar complicano notevolmente i tentativi di effettuare un censimento delle stelle al loro interno e stimare la massa dei "materiali da costruzione stellari", concentrandosi sulle tracce di carbonio nel loro spettro.
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Per questo motivo, gli astronomi non sono stati in grado di vedere le stelle nascere all'interno delle 25 galassie che avevano inizialmente osservato, ma sono stati in grado di seguire questo processo nelle vicine "metropoli stellari", in cui i buchi neri non erano così attivi.
Come si è scoperto, le stelle in esse si formano a una velocità inimmaginabilmente alta: ogni anno nascono diverse stelle, la cui massa è diverse centinaia di volte superiore a quella del Sole. Tali tassi di formazione stellare e l'afflusso associato di materia fredda nelle galassie, come mostrano i calcoli degli autori dell'articolo, dovrebbero essere sufficienti per spiegare la formazione di buchi neri giganti con una massa di miliardi di Soli nel primo miliardo di anni di vita dell'Universo.
