Scienza: scoperta "stella buco nero" nell'Universo primordiale =

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Max Ghibli

11:42 (56 minuti fa)

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AGI0217 3 SST 0 R01 / Scienza: scoperta "stella buco nero" nell'Universo primordiale = (AGI) - Roma, 12 ago. - (EMBARGO ORE 17.00) - Un oggetto astrofisico mai osservato prima, che appare come un'enorme stella ma produce energia attraverso un buco nero centrale, e' stato scoperto nell'Universo primordiale grazie al telescopio spaziale James Webb. Denominato MoM-BH*-1 e definito dagli astronomi una "black hole star", o "stella buco nero", potrebbe essere costituito da un buco nero di circa 100 mila masse solari avvolto da un involucro estremamente denso di gas grande all'incirca quanto il Sistema solare. A identificarlo sono stati Rohan Naidu, NASA Hubble Fellow e Pappalardo Fellow al Kavli Institute for Astrophysics and Space Research del Massachusetts Institute of Technology, Jorryt Matthee dell'Institute of Science and Technology Austria e colleghi di un gruppo internazionale. Lo studio e' pubblicato su Nature. La luce dell'oggetto osservata oggi e' stata emessa circa 13 miliardi di anni fa, appena 660 milioni di anni dopo il Big Bang. MoM-BH*-1 appare come un punto estremamente luminoso e rosso, ma presenta caratteristiche che non coincidono ne' con quelle di una normale stella ne' con quelle attese da un comune buco nero in accrescimento. L'oggetto ha dimensioni paragonabili a quelle del Sistema solare, ma emette circa 100 miliardi di volte piu' energia di quanto possa fisicamente produrre una qualsiasi stella conosciuta. Un livello energetico incompatibile con la fusione nucleare che alimenta le stelle e molto piu' vicino a quello generato dalla materia che cade verso un buco nero. "Pensiamo che ci sia un buco nero centrale che ha una massa 100 mila volte superiore a quella del Sole", ha spiegato Naidu. "E intorno a questo buco nero ci sarebbe un involucro di gas molto esteso che appare come una stella delle dimensioni del Sistema solare. E' enorme". La scoperta e' avvenuta nell'ambito del programma "Mirage or Miracle", MoM, progettato per cercare con Webb alcune delle galassie piu' lontane e antiche conosciute. Analizzando le immagini, il gruppo ha individuato un punto particolarmente rosso e luminoso che si distingueva dalle altre sorgenti. In genere un oggetto astronomico molto rosso puo' apparire cosi' perche' la sua luce attraversa polvere che assorbe e modifica alcune lunghezze d'onda. Nel caso di MoM-BH*-1, tuttavia, altre caratteristiche dello spettro non corrispondevano a questa spiegazione. Gli astronomi hanno osservato in particolare un brusco calo della luce sotto determinate lunghezze d'onda, noto come "Balmer break". Questa firma e' tradizionalmente associata a gas denso capace di assorbire fotoni nelle atmosfere stellari. "Il salto che abbiamo osservato in questo oggetto e' il piu' profondo mai osservato in qualsiasi oggetto, escludendo le stelle ordinarie come sorgente", ha detto Naidu. La caratteristica ha suggerito ai ricercatori che potesse esistere una sorta di nuova atmosfera stellare, ma su una scala eccezionalmente grande. Lo spettro presentava inoltre pochissime tracce di metalli o di elementi diversi dall'idrogeno e dall'elio. I ricercatori hanno quindi simulato differenti scenari per individuare la configurazione fisica capace di riprodurre contemporaneamente il colore, lo spettro e la luminosita' osservati. Le simulazioni hanno mostrato che un'enorme quantita' di idrogeno estremamente denso potrebbe formare un involucro capace di comportarsi piu' come la superficie di una gigantesca stella che come una normale nebulosa interstellare. Rimaneva pero' da spiegare la luminosita' eccezionale. "Avete qualcosa che assomiglia un po' a una stella ma e' 100 miliardi di volte piu' luminoso", ha osservato Naidu. "Cio' significa che non puo' essere alimentato dalla fusione nucleare, che e' la fonte di energia al centro di tutte le stelle che conosciamo". Inserendo nelle simulazioni un buco nero attivo e in accrescimento circondato dall'involucro di idrogeno, il gruppo ha ottenuto la configurazione che meglio riproduce le osservazioni di Webb: un buco nero di circa 100 mila masse solari immerso in un enorme e densissimo involucro di gas privo di polvere. La scoperta potrebbe contribuire anche a spiegare i cosiddetti "little red dots", piccoli punti rossi misteriosi individuati in quasi tutte le immagini profonde raccolte dal James Webb Space Telescope e diventati uno dei problemi piu' discussi dell'astronomia nell'era di Webb. "Questi piccoli punti rossi sembrano essere ovunque nell'Universo primordiale, ma praticamente scompaiono nell'Universo attuale", ha spiegato Naidu. MoM-BH*-1 potrebbe rappresentare una versione particolarmente estrema dello stesso fenomeno, nella quale la sorgente centrale sovrasta quasi completamente la luminosita' della galassia che la ospita. "Ogni little red dot e' compatibile con l'ipotesi di essere una stella buco nero inserita in una normale galassia primordiale", ha detto Naidu. "Cio' che rende speciale MoM-BH*-1 e' che la stella buco nero eclissa praticamente del tutto la galassia ospite circostante, e quindi stiamo osservando luce quasi pura della stella buco nero". Secondo Matthee, oggetti di questo tipo potrebbero costituire i motori centrali dei "baby quasar" osservati nell'Universo primordiale. I modelli teorici prevedono infatti che buchi neri immersi in gas estremamente denso possano crescere rapidamente attraverso processi di accrescimento super-Eddington. MoM-BH*-1 si trova inoltre vicino a una galassia piu' luminosa e, secondo i modelli citati dai ricercatori, i due sistemi potrebbero fondersi tra circa 100 milioni di anni. Combinando artificialmente gli spettri dei due oggetti, gli astronomi hanno ottenuto caratteristiche molto simili a quelle osservate nei little red dots.(AGI)Sci/Mld (Segue) 121222 AGO 26

AGI0218 3 SST 0 R01 / Scienza: scoperta "stella buco nero" nell'Universo primordiale (2)= (AGI) - Roma, 12 ago. - La presenza di buchi neri gia' molto massicci nelle prime fasi della storia cosmica costituisce da tempo un problema, perche' alcuni quasar osservati nell'Universo giovane sembrano aver raggiunto masse enormi in tempi difficili da spiegare con i normali modelli di crescita. L'identificazione delle "black hole stars" offre quindi, secondo gli autori, una possibile nuova fase evolutiva nella quale buchi neri giovani, avvolti da involucri di gas estremamente densi, possono crescere rapidamente. Questi oggetti potrebbero cosi' fornire nuovi indizi per comprendere come si siano formati i buchi neri supermassicci da milioni o miliardi di masse solari osservati successivamente al centro delle grandi galassie. (AGI)Sci/Mld 121223 AGO 26

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