La scoperta di Quasar suggerisce l’evoluzione del buco nero supermassiccio

I ricercatori hanno trovato polvere spaziale compattata che potrebbe risolvere il mistero di come si formano i buchi neri supermassicci (SMBH). Un SMBH è un buco nero (BH) almeno cento milioni (uno con otto zeri dietro!) volte più massiccio del nostro Sole e si trova al centro delle galassie di tutto l’universo.

Poiché i buchi neri sono difficili da vedere (da cui il nome), gli astronomi cercano indicatori. Quando i “dischi di accrescimento” riempiti con particelle ad alta velocità di polvere, gas e altra materia si formano attorno a un buco nero, le particelle nel disco si scontrano, emettendo enormi quantità di luce. L’oggetto che emette luce è noto come quasar. Quindi, dove ci sono quasar abbastanza grandi, c’è un SMBH.

Si può immaginare che ci vorrebbe molto tempo per raccogliere il materiale necessario per realizzare un SMBH, quindi è straordinario che siano stati trovati già 700-800 milioni di anni dopo il Big Bang in un’epoca nota come “Cosmic Dawn . ”

L’autore principale di un articolo pubblicato oggi, ha detto Seiji Fujimoto del Cosmic Dawn Center di Copenaghen, in Danimarca Cosmo che “i meccanismi di rapida formazione ed evoluzione di SMBH sono ancora uno dei più grandi misteri dell’astronomia moderna”.

I teorici prevedono che gli SMBH subiscano una fase iniziale di rapida crescita. Le galassie che formano stelle migliaia di volte la velocità normale, note come “galassie starburst”, e circondate da polvere creano un oggetto compatto “arrossato” dalla presenza di polvere, afferma Fujimoto. Questo quasar arrossato dalla polvere “passa quindi a un oggetto compatto luminoso non oscurato espellendo il gas e la polvere circostanti”.

Il team di Fujimoto ha studiato un oggetto noto come GNz7q, a 13 miliardi di anni luce dalla Terra. GNz7q è stato identificato per la prima volta nel Great Observatories Origins Deep Survey North. Sebbene alcune delle sue caratteristiche siano simili a quasar, non è luminoso come un quasar. Ciò suggerisce che potrebbe invece essere un oggetto che forma stelle al tipo di velocità osservata nelle galassie starburst.

Tuttavia, utilizzando i dati raccolti tramite il radiointerferometro Northern Extended Millimeter Array (NOEMA) in Francia, i ricercatori hanno trovato un velo polveroso su GNz7q. I dati NOEMA suggeriscono che GNz7q è un quasar arrossato dalla polvere esattamente come descritto nei modelli teorici dell’evoluzione SMBH.

“Le proprietà osservative multi-lunghezza d’onda sono in eccellente accordo sulle previsioni delle simulazioni teoriche e suggeriscono che GNz7q è il primo esempio di BH in fase di transizione a rapida crescita nel nucleo polveroso dello starburst, un antecedente dell’SMBH in epoche successive”, dice Fujimoto.

In effetti, i risultati degli autori suggeriscono che GNz7q è nelle prime fasi di questa transizione.

Fujimoto spiega: “Sia gli starburst polverosi che i quasar luminosi in questa epoca dell’universo sono estremamente rari e sono già molto eccitanti nel contesto della formazione e dell’evoluzione della materia oscura, delle galassie e dei buchi neri nell’universo primordiale”. Aggiunge che “GNz7q fornisce una connessione diretta” tra starburst polverosi e quasar luminosi “e fornisce una nuova strada verso la comprensione della rapida crescita dei buchi neri supermassicci nell’universo primordiale”.

Gli autori notano anche che ulteriori indagini produrranno più osservazioni di oggetti con caratteristiche simili a GNz7q.

Fujimoto afferma che il recente lancio del telescopio spaziale James Webb consentirà una migliore comprensione degli oggetti associati alla creazione di SMBH e della fisica sottostante. “Webb avrà anche il potere di determinare in modo decisivo quanto siano veramente comuni questi buchi neri in rapida crescita”, afferma, osservando che ciò aprirà la strada a una nuova strada per comprendere i meccanismi di rapida formazione ed evoluzione di SMBH nella prima epoca del universo”.



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