Gli astronomi hanno lottato a lungo per capire come i buchi neri supermassicci avrebbero potuto formarsi nell’universo primordiale. Sanno che questi giganti cosmici avrebbero dovuto crescere estremamente velocemente per raggiungere il loro status di supermassicci così rapidamente. Ma non è chiaro esattamente dove abbiano trovato enormi quantità di materia con cui alimentarsi. Ora sei nuove galassie scoperte in un antico buco nero supermassiccio potrebbe fornire una risposta. L’articolo è stato pubblicato su Astronomy & Astrophysics.
Le sei galassie recentemente scoperte risiedono all’interno di una vasta rete di gas – che si estende circa 300 volte il diametro della Via Lattea – e sono state osservate grazie alle osservazioni estese del Very Large Telescope (VLT). Dopo aver analizzato i dati, i ricercatori hanno stabilito che queste galassie si erano formate 900 milioni di anni fa appena dopo il Big Bang, quando l’universo aveva poco più del 6% della sua età attuale. Questa è la prima volta che un raggruppamento così stretto di galassie è stato trovato nel primo miliardo di anni dell’universo.
Inoltre, al centro del mosh pit galattico si trova un buco nero supermassiccio circa 1 miliardo di volte la massa del Sole. “I buchi neri supermassicci nell’universo primordiale sono sistemi estremi e, fino ad oggi, non abbiamo avuto una buona spiegazione per la loro esistenza”, ha detto l’autore principale Marco Mignoli.
Nutrire un buco nero
Gli scienziati sanno che esiste un limite alla velocità con cui un buco nero può crescere: il limite di Eddington. Ma mentre questo gioca un ruolo nella formazione di buchi neri supermassicci nell’universo primordiale, la vera domanda con cui gli scienziati si trovano a dover lottare è rintracciare da dove i primi buchi neri si procuravano il loro pasto in primo luogo.
La chiave probabilmente ha a che fare con la vasta rete cosmica dell’universo. Questa struttura universale è tessuta attraverso l’intero cosmo, collegando galassie lontane, ammassi di galassie e superammassi di galassie attraverso fili di gas debole conosciuti come filamenti. Gli autori dietro il nuovo studio pensano che il loro buco nero supermassiccio e le galassie circostanti, soprannominate SDSS J1030 + 0524, probabilmente si nutrissero del gas che era stato accumulato in un intricato nodo di filamenti della rete cosmica.
“I filamenti sono come fili di ragnatela cosmica”, ha detto Mignoli. “Le galassie stanno e crescono dove i filamenti si incrociano e flussi di gas – disponibili per alimentare sia le galassie che il buco nero supermassiccio centrale – possono fluire lungo i filamenti”. Ma questo spinge solo la domanda più indietro. In che modo questi filamenti hanno ottenuto per la prima volta il loro gas? Gli astronomi pensano che la risposta potrebbe essere correlata a un altro mistero astronomico di vecchia data: la materia oscura.
Nell’universo primordiale, la materia normale era troppo calda per aderire effettivamente e formare oggetti legati gravitazionalmente come buchi neri e galassie. Ma i ricercatori pensano che la materia oscura possa essere stata molto più fredda della materia normale. Ciò significa che la materia oscura potrebbe essersi aggregata nell’universo primordiale, formando strutture giganti note come aloni di materia oscura. La gravità di queste strutture oscure avrebbe continuato a vacillare nella materia normale, attirando enormi quantità di gas che avrebbero permesso alle prime galassie e buchi neri di attecchire.
Le galassie scoperte in questo nuovo studio sono anche tra le più deboli mai osservate, il che significa che potrebbero essercene molte altre in agguato nell’area. “Crediamo di aver appena visto la punta dell’iceberg e che le poche galassie scoperte finora intorno a questo buco nero supermassiccio siano solo le più luminose”, ha detto la coautrice Barbara Balmaverde.
