Gli astronomi hanno scoperto tre buchi neri supermassicci nell'universo primordiale che sono diventati un miliardo di volte più pesanti del Sole in soli centomila anni, il che è impossibile dal punto di vista delle moderne teorie astronomiche, secondo un articolo pubblicato sull'Astrophysical Journal.
“Nessun modello teorico attuale può spiegare l'esistenza di questi oggetti. La loro scoperta nell'Universo primordiale mette in dubbio le attuali teorie sulla formazione dei buchi neri e ora dobbiamo creare nuovi modelli per spiegare come sorgono galassie e buchi neri , afferma Joseph Hennawi dell'Università della California a Santa Barbara (USA).).
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. Gli scienziati inizialmente 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 siano nati secondo scenari più esotici - come risultato del collasso di nuvole giganti di idrogeno atomico "puro" o per ammassi di materia oscura.
Hennawi ei suoi colleghi hanno trovato ulteriori prove che i buchi neri nell'Universo primordiale sono cresciuti troppo velocemente, interrompendo tutte le idee sulla loro evoluzione. I ricercatori hanno scoperto sei buchi neri supermassicci contemporaneamente, che vediamo nello stato in cui si trovavano solo 850 milioni di anni dopo il Big Bang.
Le prime galassie dell'Universo avevano appena iniziato a formarsi in questo momento e, come credevano gli scienziati in precedenza, i buchi neri nei loro centri non potevano essere "pesi massimi" che non sono inferiori in massa ai quasar moderni. I tre buchi neri trovati dal team Henawi con il telescopio Keck-II alle Hawaii contraddicono questa idea: sono circa un miliardo di volte più pesanti del Sole, che è migliaia di volte la massa del buco nero Sgr A * al centro della Via Lattea.
In accordo con le idee moderne sull'evoluzione delle galassie, un buco nero può guadagnare una tale massa assorbendo la materia circa la stessa quantità dell'Universo, il che era impossibile per i quasar nati nel primo miliardo di anni della sua vita. Anche se "mangiassero" continuamente e costantemente gas e polvere assorbiti, la loro crescita sarebbe ritardata per centinaia di milioni di anni, il che è possibile, ma improbabile.
Gli autori dell'articolo hanno deciso di trovare la risposta a questa domanda, utilizzando un modello semplice dalla vita di tali oggetti. Quando i buchi neri "mangiano", emettono getti nello spazio circostante, fasci stretti di materia superhot che viaggiano a velocità quasi della luce. Questi getti riscaldano lo spazio intergalattico e lo ionizzano, rendendolo più "trasparente" per la luce. Di conseguenza, più trasparenti sono i dintorni della galassia, più a lungo dura il "pranzo" del buco nero al suo centro.
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Con grande sorpresa degli astronomi, i dintorni di tutte e tre le galassie - CFHQS J2229 + 1457, SDSS J1335 + 3533 e SDSS J0100 + 2802 - erano inaspettatamente opachi, indicando che i buchi neri nei loro centri avevano assorbito attivamente materia per non più di 100 mila anni. Tali "appetiti" elevati dei buchi neri non rientrano in alcun quadro teorico e la loro scoperta, come sottolineano gli scienziati, parla a favore di teorie alternative sulla formazione e la crescita dei quasar.
“Vorremmo trovare altri oggetti simili. La loro scoperta è stata un grande successo per noi e la scoperta di altri buchi neri nell'Universo primordiale indicherà che molti quasar potrebbero essere molto più giovani di quanto pensassimo in precedenza , conclude Christina Eilers, una collega universitaria di Hennawi.
