Utilizzando il telescopio spaziale James Webb (JWST), gli astronomi hanno osservato un buco nero supermassiccio nell’universo primordiale che sta “uccidendo” la sua galassia lasciandola senza risorse. In modo straordinario, questa “morte galattica per fame” sembra essersi verificata molto rapidamente grazie alla creazione di venti di gas che viaggiano a 2 milioni di miglia all’ora. Le galassie sono considerate “morte” o “quiescenti” quando la loro formazione stellare è stata interrotta. Questo può avvenire quando i mattoni delle stelle, ovvero dense nubi di gas e polvere, sono stati esauriti. Da tempo si sospetta che i buchi neri supermassicci centrali possano “eliminare” le galassie purgandole di gas e polvere, portandole alla morte prematura. Queste osservazioni del JWST rappresentano la prima rilevazione concreta di un tale effetto, in grado di bloccare la nascita di stelle attraverso la fame delle galassie. I risultati sono stati ottenuti da un team di ricercatori guidato da scienziati dell’Università di Cambridge che hanno studiato la galassia primordiale ufficialmente chiamata GS-10578, soprannominata “Galassia di Pablo” in onore del membro del team che ha proposto di osservarla in dettaglio. La galassia di Pablo si trova a circa 11,5 miliardi di anni luce di distanza, il che significa che viene osservata com’era solo 2,3 miliardi di anni dopo il Big Bang. “Sulla base di osservazioni precedenti, sapevamo che questa galassia si trovava in uno stato di quiescenza: non sta formando molte stelle date le sue dimensioni, e ci aspettiamo ci sia un legame tra il buco nero e la fine della formazione stellare”, ha dichiarato Francesco D’Eugenio, membro del team del Kavli Institute for Cosmology di Cambridge, in un comunicato. “Tuttavia, fino all’arrivo del JWST, non avevamo avuto la possibilità di studiare questa galassia abbastanza in dettaglio da confermare questo legame e non sapevamo se questo stato di quiescenza fosse temporaneo o permanente.”Relativo: Come fanno i buchi neri supermassicci a ‘affamare’ le loro galassie per fermare la formazione stellare?Con una massa 200 miliardi di volte quella del sole, la galassia di dimensioni simili alla Via Lattea ha generato la maggior parte delle sue stelle tra i 12,5 e gli 11,5 miliardi di anni fa, rendendola insolitamente massiccia per questo periodo nell’universo primordiale. “Nell’universo primordiale, la maggior parte delle galassie sta formando molte stelle, quindi è interessante vedere una galassia così massiccia e ‘morta’ in questo periodo”, ha detto Roberto Maiolino, membro del team sempre del Kavli Institute for Cosmology. “Se ha avuto abbastanza tempo per raggiungere questa dimensione massiccia, il processo che ha fermato la formazione stellare è probabilmente avvenuto relativamente in fretta.”L’illustrazione dell’idea del buco nero supermassiccio nella galassia M87 e del suo potente getto. (Credito immagine: S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF))Utilizzando il JWST, il team è stato in grado di determinare che il buco nero supermassiccio al centro della Galassia di Pablo sta espellendo enormi quantità di gas a velocità che possono raggiungere i 2,2 milioni di miglia all’ora. A titolo di confronto, questa velocità è 1.500 volte più alta della velocità massima di un caccia Lockheed Martin F-16. La velocità del gas è significativa perché è sufficientemente sostanziale da superare l’influenza gravitazionale della galassia di Pablo e quindi fuggire definitivamente dalla galassia. Molte galassie con buchi neri supermassicci che “nutrono” un loro accrescimento presentano venti di gas che fluiscono da esse, ma normalmente questi venti sono di massa relativamente bassa. Il JWST ha scoperto un nuovo componente nei venti della Galassia di Pablo che altri telescopi hanno trascurato attorno ad altre galassie attive. Questo componente di gas denso è più freddo e più denso, emettendo quindi poca luce, il che spiega perché altri telescopi non l’hanno rilevato. Grazie alla sua incredibile sensibilità, il JWST è riuscito a rilevare questo flusso di gas denso, poiché blocca la luce delle galassie sullo sfondo. Il team ha trovato che la massa del flusso di gas dalla Galassia di Pablo è superiore alla quantità di gas necessaria per formare nuove stelle. Questo dimostra che il buco nero supermassiccio di questa galassia sta soffocando la nascita di stelle in questa remota e primordiale galassia. “Abbiamo trovato il colpevole”, ha detto D’Eugenio. “Il buco nero sta uccidendo questa galassia e mantenendola in uno stato di quiescenza tagliando via la fonte di ‘nutrimento’ di cui la galassia ha bisogno per formare nuove stelle.”Mentre le osservazioni del JWST hanno confermato i modelli precedenti di evoluzione galattica e il ruolo dei buchi neri supermassicci nel soffocare la nascita di stelle, hanno anche rivelato alcune sorprese. In precedenza, i modelli teorici avevano previsto che la fine della formazione stellare potesse avere un effetto caotico e turbolento sulle galassie, distruggendone la forma. Il fatto che le stelle nella Galassia di Pablo sembrino muoversi ancora in modo ordinato suggerisce che questo potrebbe non essere sempre il caso. Il team ha ora intenzione di seguire le osservazioni del JWST sulla Galassia di Pablo con un’indagine condotta utilizzando l’Atacama Large Millimeter-Submillimeter Array (ALMA), che è composto da 66 radiotelescopi situati nel nord del Cile. Questo potrebbe rivelare se qualche gas denso e freddo rimane nella Galassia di Pablo e che effetto ha il suo buco nero supermassiccio sui dintorni immediati della galassia. “Sapevamo che i buchi neri hanno un impatto significativo sulle galassie, e forse è comune che fermino la formazione stellare, ma fino all’arrivo del JWST, non siamo stati in grado di confermarlo direttamente”, ha concluso Maiolino. “È un altro modo in cui il JWST rappresenta un enorme avanzamento nella nostra capacità di studiare l’universo primordiale e come si è evoluto.”La ricerca del team è stata pubblicata lunedì (16 settembre) nella rivista Nature Astronomy.