Un team di astronomi ha individuato un buco nero nell’universo primordiale che sta assorbendo materia a un ritmo 40 volte superiore al limite di Eddington. La scoperta è stata effettuata da un gruppo di ricercatori guidati dall’astronomo Hyewon Suh dell’Osservatorio Gemini Internazionale e del NSF NOIRLab. L’analisi è stata condotta su un campione di galassie provenienti dal sondaggio COSMOS della Chandra X-ray Observatory, utilizzando il JWST.
Le galassie individuate emettono una forte luminosità nello spettro X, ma non sono visibili nei range ottici e nel vicino infrarosso. Tuttavia, grazie alla sensibilità particolare del JWST come fotocamera infrarossa, è stato possibile effettuare le osservazioni. Tra le galassie esaminate è stata individuata una chiamata LID-568, nota per la sua luminosità nello spettro X.
Per determinare con precisione la posizione del buco nero, il team ha utilizzato lo spettrografo a campo integrale del JWST, noto come NIRSpec. Questo strumento è dotato di una tecnologia unica chiamata ‘matrice di microshutter’, che consente di ottenere contemporaneamente 100 spettri. Le microshutter del NIRSpec, larghe quanto un capello umano, possono essere controllate singolarmente per aprire o chiudere le celle e osservare o bloccare una porzione del cielo.
Studiando la galassia LID-568 con questo strumento, il team ha individuato flussi inaspettati e potenti di gas attorno al buco nero supermassiccio della galassia. Questa scoperta ha ampliato la nostra comprensione del sistema e aperto nuove prospettive di ricerca, come dichiarato da Suh.
Il buco nero, osservato solo 1,5 miliardi di anni dopo il Big Bang, sembra consumare materia a un ritmo superiore a quanto precedentemente ipotizzato. Il team ha osservato che stava accrescendo la sua massa a più del 4.000% del limite di Eddington, dove la pressione radiativa supera la forza di attrazione gravitazionale del buco nero.
Questo comportamento insolito suggerisce che il buco nero potrebbe essere coinvolto in un processo di alimentazione veloce al di sopra del limite di Eddington, il quale è comunemente associato alle stelle. Tale fenomeno potrebbe aiutare a spiegare altri enigmi cosmici, come evidenziato dall’astronoma Julia Scharwächter.
La scoperta di un buco nero che accresce la sua massa in modo super-Eddington indica che una parte significativa della sua crescita potrebbe avvenire durante un singolo episodio di alimentazione rapida, indipendentemente dalla sua origine come seme leggero o pesante, come spiegato da Suh.
Il team ritiene che il buco nero potrebbe trovarsi in una fase di rapido accrescimento super-Eddington, che potrebbe verificarsi episodicamente. Ulteriori osservazioni di follow-up sono in programma utilizzando il JWST. Lo studio è stato pubblicato su Nature Astronomy.
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