La teoria suggerisce che i buchi neri accumulino materiale, spesso da stelle vicine. Tuttavia, si ipotizza anche che esista un limite alla crescita di un buco nero dovuta all’accrezione, e che certamente non dovrebbero essere così grandi come sembrano osservati nell’Universo primordiale. A quanto pare, i buchi neri stanno reagendo e non si preoccupano di questi limiti! Uno studio recente dimostra che i buchi neri supermassicci stanno crescendo a ritmi che sfidano le attuali teorie. Gli astronomi devono solo capire come ci riescono!
I buchi neri di solito si formano dal collasso di una stella massiccia. L’origine dei loro cugini più grandi, i buchi neri supermassicci trovati al centro della maggior parte delle galassie, rimane un mistero. Le teorie suggeriscono che siano cresciuti nel corso di miliardi di anni consumando stelle, gas e forse anche altri buchi neri. Altri sostengono che si siano formati dalle condizioni primordiali dell’Universo primordiale o magari da densi ammassi di giovani stelle calde. L’immensa gravità che producono gioca un ruolo significativo nella formazione stellare e nell’evoluzione della galassia che li ospita. Se un buco nero supermassiccio sta attivamente accumulando materiale, è spesso osservato come un quasar, oggetti estremamente luminosi visibili attraverso milioni, persino miliardi, di anni luce.
Illustrazione di un potente buco nero e del suo campo magnetico. Credito: L. Calçada/ESO
Una recente scoperta da parte di un team di astronomi ha rivelato un buco nero supermassiccio a bassa massa che stava divorando materiale a un ritmo estremo. Il buco nero si trova a una distanza tale che stiamo osservando la luce com’era 1.5 miliardi di anni dopo il Big Bang. Questo significa che possiamo apprendere riguardo ai processi che governano questi oggetti in un’epoca in cui l’Universo era molto più giovane.
Il buco nero noto come LID-568 è stato rilevato da un team di astronomi guidato dall’osservatorio internazionale Gemini/NSF NOIRLab, diretto dall’astronomo Hyewon Suh. È stato identificato in immagini del Telescopio Spaziale James Webb, a seguito della valutazione delle galassie provenienti dal sondaggio legacy COSMOS dell’Osservatorio Chandra. Le galassie osservate sono fonti brillanti di raggi X ma non visibili nei sondaggi ottici o nel vicino infrarosso. Il team ha utilizzato lo strumento NIRSpec del JWST, capace di ottenere uno spettro da ogni singolo pixel nel suo campo visivo.
Il telescopio Gemini North sulla cima del Mauna Kea (Osservatorio Gemini/AURA)
Lo studio ha consentito al team di fare una scoperta piuttosto inaspettata di immense correnti di gas che fluiscono dalla regione attorno al centro del buco nero. Suh e il suo team hanno potuto inferire da questo che una frazione significativa della crescita di LID-568 potrebbe essersi verificata in un singolo rapida accrescimento. Hanno calcolato che deve nutrirsi di materia a un ritmo 40 volte superiore al limite di Eddington. Questo limite è correlato alla massima luminosità che può raggiungere, riconoscendo che esiste un equilibrio tra la forza radiante diretta verso l’esterno e la forza gravitazionale che agisce verso l’interno. Quando queste due forze si bilanciano, si parla di equilibrio idrostatico. Se un oggetto supera questo limite, una gigantesca forza diretta verso l’esterno porterà alla perdita di massa. Quando è stata calcolata la luminosità di LID-568, si è rivelata molto superiore a quanto possa teoricamente essere possibile.
Questa scoperta offre un’eccellente opportunità per gli astronomi di studiare i buchi neri nell’Universo primordiale e in particolare quelli che sfidano la teoria del limite di Eddington. Suggerirebbe tuttavia che i deflussi di energia stiano agendo per rilasciare energia accumulata durante periodi estremi di accrescimento. Sono necessarie osservazioni di follow-up.
Fonte: NSF NOIRLab Astronomi scoprono il buco nero che si nutre più velocemente nell’Universo primordiale