Il più antico buco nero mai scoperto risale a soli 470 milioni di anni dopo il Big Bang. Questo è un importante tassello nel mistero di come si formino i buchi neri supermassicci. Gli astronomi hanno chiamato questo oggetto UHZ1 e la sua luce proviene da quando l’universo aveva appena 470 milioni di anni. La sua scoperta fornisce nuove informazioni su come questi oggetti giganteschi siano venuti ad esistere.
La scoperta di UHZ1 è stata possibile grazie al fenomeno chiamato lente gravitazionale. Gli astronomi hanno puntato l’osservatorio a raggi X Chandra della NASA e il JWST verso il cluster di galassie Abell 2744, situato a 3,5 miliardi di anni luce dalla Terra. Il cluster è così denso che deforma lo spazio-tempo in modo tale che lo spazio-tempo stesso agisca come una lente, ingrandendo la luce degli oggetti dietro il cluster di galassie. Tra questi oggetti c’era la galassia ospite di UHZ1.
Utilizzando il JWST, i ricercatori sono stati in grado di misurare la distanza di questa galassia. La stiamo vedendo come era quando l’universo aveva solo il 3% della sua età attuale. Due settimane di osservazioni con Chandra hanno rivelato i segni caratteristici di un buco nero supermassiccio in crescita: gas surriscaldato che brilla nei raggi X.
Gli scienziati stimano che UHZ1 abbia una massa compresa tra 10 e 100 milioni di volte quella del Sole. Questo è più grande di quello che pesa il nostro buco nero supermassiccio che si trova al centro della Via Lattea oggi. Sagittarius A* ha una massa di circa 4,6 milioni di volte quella del Sole. UHZ1 è assolutamente enorme per quel periodo così precoce dell’universo.
“Ci sono limiti fisici su quanto velocemente i buchi neri possono crescere una volta formati, ma quelli che nascono più massicci partono avvantaggiati. È come piantare un alberello, che impiega meno tempo a crescere fino a diventare un albero di dimensioni normali rispetto a partire solo da un seme”, ha dichiarato Andy Goulding dell’Università di Princeton, co-autore di un articolo e primo autore di un secondo, in una dichiarazione.
UHZ1 ha approssimativamente la stessa massa di tutte le stelle nella sua galassia. È circa 10 volte più grande di quanto dovrebbe essere, ma la sua dimensione insolita potrebbe fornire prove su come questi oggetti si siano formati. I buchi neri supermassicci potrebbero formarsi dalla collisione di molti buchi neri grandi quando stelle molto massicce vanno in supernova, oppure potrebbero formarsi dal collasso diretto di una nube di gas.
Quest’ultima visione è stata teorizzata nell’ipotesi del “buco nero fuori misura” da Priyamvada Natarajan dell’Università di Yale nel 2017. Le osservazioni di UHZ1 corrispondono molto bene alle aspettative per uno scenario del genere.
“Crediamo che questa sia la prima rilevazione di un ‘buco nero fuori misura’ e la migliore evidenza finora ottenuta che alcuni buchi neri si formino da massicce nubi di gas”, ha spiegato Natarajan. “Per la prima volta, stiamo vedendo una breve fase in cui un buco nero supermassiccio pesa circa quanto le stelle nella sua galassia prima di essere superato”.
