Un buco nero supermassiccio nell’universo primordiale si è rivelato il più vorace mai osservato, ingurgitando materia a una velocità eccezionale, oltre 40 volte il limite teorico noto come limite di Eddington. Questo oggetto straordinario si trova al centro di una galassia chiamata LID-568, osservata circa 1,5 miliardi di anni dopo il Big Bang.
Questa scoperta potrebbe fornire nuove risposte a uno dei misteri più intriganti dell’universo primordiale: come questi buchi neri supermassicci abbiano raggiunto dimensioni così enormi in un periodo relativamente breve. “Questo buco nero sta facendo un banchetto”, afferma l’astronoma Julia Scharwächter del Gemini Observatory e del NOIRLab della NSF. “Questo caso estremo dimostra che un meccanismo di accrescimento rapido al di sopra del limite di Eddington potrebbe spiegare la presenza di questi buchi neri molto massicci già nelle prime fasi dell’universo”.
Il limite di Eddington descrive il punto in cui la pressione della radiazione del materiale che accresce attorno al buco nero controbilancia la sua attrazione gravitazionale. Quando la radiazione diventa così intensa da respingere la materia in avvicinamento, l’accrescimento si blocca. Superare questo limite è possibile in condizioni estreme, nel cosiddetto accrescimento super-Eddington, quando il buco nero “divora” materia a un ritmo talmente rapido da contrastare la spinta della radiazione per brevi periodi.
Un team di ricerca, guidato dall’astronomo Hyewon Suh, ha utilizzato il telescopio spaziale James Webb (JWST) per studiare questa galassia identificata precedentemente dall’Osservatorio a raggi X Chandra. L’osservazione è risultata difficile: LID-568 era visibile a malapena. Tuttavia, grazie all’uso dello spettrografo a campo integrale NIRSpec del JWST, il team ha potuto determinare la posizione e la distanza della galassia.
Nonostante la luminosità intrinsecamente elevata della galassia, è risultata molto debole per la nostra posizione nell’universo, suggerendo un oggetto di incredibile potenza. Ulteriori analisi hanno rivelato la presenza di potenti deflussi di materiale espulso nello spazio dal buco nero centrale, un fenomeno che testimonia la fase di accrescimento super-Eddington. Ciò significa che parte del materiale vicino al buco nero viene espulsa piuttosto che essere completamente “divorata”.
Sorprendentemente, le analisi hanno rivelato che questo buco nero è relativamente “piccolo” per gli standard dei buchi neri supermassicci, con una massa di circa 7,2 milioni di volte quella del Sole. Tuttavia, il materiale nel disco di accrescimento emette una quantità di luce enormemente superiore a quella che un buco nero di questa massa dovrebbe teoricamente produrre, indicando un tasso di accrescimento circa 40 volte superiore al limite di Eddington.
Un periodo di accrescimento così intenso e rapido tende ad essere molto breve, quindi Suh e il suo team sono stati estremamente fortunati a osservarlo. Questo oggetto straordinario potrebbe ora diventare un bersaglio primario per gli studiosi, offrendo un’occasione rara per esplorare i processi super-Eddington e comprendere meglio l’universo primordiale.
Questi studi potrebbero chiarire le origini dei primi buchi neri supermassicci, che secondo alcuni indizi potrebbero non essersi formati da stelle collassate come quelle che conosciamo oggi, ma da immense nubi di gas o da enormi stelle primordiali, collassate direttamente sotto l’influenza della gravità. Se confermata, questa ipotesi potrebbe spiegare come questi oggetti abbiano potuto crescere così rapidamente fino a diventare i giganti che vediamo oggi.
“La scoperta di un buco nero in accrescimento super-Eddington suggerisce che una parte significativa della massa possa essere accumulata in un singolo episodio di alimentazione rapida“, spiega Suh, “indipendentemente dall’origine leggera o massiccia del buco nero”. Questo potrebbe essere un pezzo cruciale per svelare il puzzle dei buchi neri supermassicci nell’universo primordiale.
Fonte:ù
