Tre buchi neri supermassicci scoperti nella stessa galassia dell’Universo primordiale
Gli astronomi del MPE hanno osservato per la prima volta tre buchi neri supermassicci attivi nella galassia J0148-4214, fornendo risposte chiave sull'evoluzione cosmica alle origini dell'Universo.
- Il telescopio James Webb ha rivelato tre buchi neri supermassicci attivi nella galassia primordiale J0148-4214, offrendo nuovi indizi sulla crescita rapidissima dei grandi colossi cosmici.
- La galassia, osservata com'era 1,2 miliardi di anni dopo il Big Bang, ospita due buchi neri nel nucleo centrale e un terzo più periferico, forse legato a una fusione precedente.
- L'analisi spettroscopica dell'idrogeno ionizzato, resa possibile dallo strumento NIRSpec-IFS, ha permesso di distinguere i tre oggetti e di confermare il ruolo delle fusioni nella formazione galattica.
L’esplorazione del cosmo profondo continua a riservare sorprese inaspettate. Un team internazionale di astronomi guidato dal Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) ha identificato per la prima volta ben tre buchi neri supermassicci attivi all’interno della medesima galassia primordiale, denominata J0148-4214. L’eccezionale scoperta, resa possibile grazie alle rilevazioni ad altissima precisione del telescopio James Webb, offre una nuova prospettiva teorica sui meccanismi di fusione e sulla rapida crescita di questi colossi cosmici nelle prime fasi di vita dell’Universo.
- Uno sguardo nel passato
- La disposizione dei tre giganti cosmici
- La tecnologia spettroscopica del telescopio James Webb
Uno sguardo nel passato
La galassia J0148-4214 si trova a una distanza vertiginosa dalla Terra, superiore ai 12,5 miliardi di anni luce.
A causa dell’espansione dello Spazio cosmico, la luce emessa dalla galassia ha subito un marcato spostamento verso il rosso (redshift pari a z=5,02). Questo significa che le immagini raccolte dai ricercatori mostrano la struttura cosmica così com’era appena 1,2 miliardi di anni dopo il Big Bang.
In quest’epoca remota, la galassia ospitava una massa stellare complessiva stimata in circa 1,3 miliardi di masse solari.
La presenza contemporanea di tre giganti gravitazionali in uno spazio relativamente ristretto suggerisce che nelle prime fasi dell’Universo i processi di interazione tra strutture cosmiche fossero estremamente frequenti ed efficienti nel far convergere oggetti di grande stazza.
La disposizione dei tre giganti cosmici
La configurazione dei tre buchi neri supermassicci rivela dettagli di grande interesse sulla dinamica interna della galassia.
Due di essi risiedono nel cuore del sistema centrale, separati da una distanza proiettata di soli 620 anni luce. Il primo vanta una massa pari a circa 80 milioni di masse solari, mentre il suo compagno più vicino si attesta intorno a 0,6 milioni di masse solari.
Nonostante le dimensioni ridotte rispetto al vicino, quest’ultimo sta accumulando materia a un ritmo straordinario, superando persino il limite teorico di Eddington.
Gli astrofisici prevedono che la coppia centrale sia destinata a fondersi definitivamente nell’arco di poche centinaia di milioni di anni.
Il terzo oggetto, con una massa stimata di 2 milioni di masse solari, si trova invece in una posizione più periferica, a circa 5.500 anni luce dal centro galattico.
Secondo gli esperti guidati da Hannah Übler, la scienziata a capo dello studio, questo terzo componente potrebbe rappresentare il residuo di una precedente fusione galattica espulso a seguito di un contraccolpo gravitazionale, oppure un oggetto che sta lentamente migrando verso la regione centrale.
La tecnologia spettroscopica del telescopio James Webb
Identificare tre sorgenti distinte in una struttura così remota avrebbe rappresentato un ostacolo insormontabile prima dell’avvento delle moderne strumentazioni spaziali.
L’impresa è stata compiuta analizzando l’impronta spettrale dell’idrogeno ionizzato, le cui particelle si muovono ad altissima velocità attorno ai pozzi gravitazionali dei tre oggetti.
Come sottolineato dai ricercatori Giovanni Mazzolari e Roberto Maiolino, coautori dello studio, la risoluzione spaziale fornita dallo strumento NIRSpec-IFS a bordo del telescopio James Webb è risultata determinante.
Attraverso la tecnica della spettro-astrometria, che misura i minimi spostamenti spaziali delle linee di emissione dell’idrogeno, il team è riuscito a separare e posizionare con precisione i due oggetti centrali, che altrimenti sarebbero apparsi come un’unica sorgente confusa.
Senza questa tecnologia integrata, la natura tripla del sistema sarebbe rimasta del tutto invisibile. I dati confermano che le fusioni tra buchi neri supermassicci rappresentano una via d’accesso rapida e fondamentale per spiegare l’incredibile crescita della massa galattica nell’infanzia del cosmo.
