Semi di buchi neri

Gli astrofisici hanno compiuto un importante passo avanti nella comprensione di come si formano i buchi neri supermassicci. Utilizzando i dati provenienti da Hubble e da altri due telescopi spaziali, ricercatori italiani hanno trovato la migliore evidenza di sempre per i semi che in ultima analisi crescono dentro questi giganti cosmici.

Per anni gli astronomi hanno discusso relativamente al fatto che la prima generazione di buchi neri supermassicci si è formata molto rapidamente dopo il Big Bang. Ora, un team italiano ha identificato due oggetti nell’Universo primordiale che sembra siano all’origine di questi primi buchi neri supermassicci. I due oggetti rappresentano i candidati più promettenti mai trovati finora ad essere i progenitori dei buchi neri supermassicci.

Il team ha utilizzato modelli computerizzati ed ha applicato un nuovo metodo di analisi ai dati dell’osservatorio a raggi X Chandra, del telescopio Hubble e del telescopio spaziale Spitzer per trovare ed identificare i due oggetti. Entrambi sono stati osservati meno di un miliardo di anni dopo il Big Bang, ed hanno una massa iniziale di circa 100.000 volte quella solare.

“La nostra scoperta, se confermata, spiegherebbe come sono nati questi buchi neri mostruosi”, ha detto Fabio Pacucci, autore principale dello studio, della Scuola Normale Superiore di Pisa, Italia. Questo nuovo risultato contribuisce a spiegare il motivo per cui osserviamo i buchi neri supermassicci meno di un miliardo di anni dopo il Big Bang.

Ci sono due teorie principali per spiegare la formazione dei buchi neri supermassicci nell’Universo primordiale. Una ritiene che i semi crescano da buchi neri con una massa da dieci a cento volte più grande di quella del Sole, quale dovrebbe nascere dal collasso di una stella massiccia, e quindi siano cresciuti attraverso fusioni con altri piccoli buchi neri e attirando gas dall’ambiente circostante. Tuttavia, essi avrebbero dovuto crescere ad un tasso insolitamente alto per poter raggiungere la massa dei buchi neri supermassicci già scoperti nell’Universo di pochi miliardi di età.

I nuovi risultati sostengono un altro scenario secondo il quale almeno alcuni progenitori molto massicci, con massa di 100.000 volte quella solare, si siano formati direttamente quando una nube massiccia di gas è collassata. In questo caso la crescita dei buchi neri avrebbe avuto un balzo di crescita e avrebbe proceduto più velocemente.

“Ci sono un sacco di controversie sul percorso seguito da questi buchi neri”, ha detto il co-autore Andrea Ferrara della Scuola Normale Superiore. “Il nostro lavoro suggerisce che stiamo arrivando ad una risposta, secondo la quale i buchi neri iniziano il loro percorso già grandi e crescono ad un tasso normale, piuttosto che nascere piccoli e crescere ad un ritmo molto veloce”.

Andrea Grazian, co-autore dell’Istituto Nazionale di Astrofisica in Italia, spiega: “I semi dei buchi neri sono estremamente difficili da trovare e confermare la loro individuazione è molto difficile. Tuttavia, pensiamo che la nostra ricerca abbia scoperto i due migliori candidati mai trovati finora”.

Anche se entrambi i progenitori di buchi neri corrispondono alle previsioni teoriche, sono necessarie ulteriori osservazioni per confermare la loro vera natura. Per operare una distinzione chiara tra le due teorie di formazione, sarà necessario trovare un maggior numero di candidati.

Il team prevede di effettuare osservazioni successive a raggi X e nell’infrarosso per verificare se i due oggetti abbiano la maggior parte delle proprietà attese. Future osservazioni effettuate con il James Webb Space Telescope e con l’European Extremely Large Telescope certamente segneranno un importante passo avanti in questo campo, rilevando buchi neri ancora più piccoli e più lontani.

http://www.spacetelescope.org/news/heic1610/