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Un buco nero supermassiccio che non dovrebbe esistere
Robin Dienel (per gentile concessione della Carnegie Institution for Science)
Un team di astronomi, di cui due del MIT, ha rilevato il buco nero supermassiccio più distante mai osservato. Il buco nero si trova al centro di un quasar ultraluminoso, la cui luce è stata emessa appena 690 milioni di anni dopo il Big Bang. Quella luce ha impiegato circa 13 miliardi di anni per raggiungerci, un arco di tempo che è quasi uguale all'età dell'universo.
Il buco nero è circa 800 milioni di volte più massiccio del nostro sole: un Golia per gli standard moderni e un'anomalia relativa nell'universo primordiale. Questo è l'unico oggetto che abbiamo osservato di quest'epoca, afferma il professore di fisica Robert Simcoe del Kavli Institute for Astrophysics and Space Research del MIT. Ha una massa estremamente elevata, eppure l'universo è così giovane che questa cosa non dovrebbe esistere. L'universo non era abbastanza vecchio per creare un buco nero così grande. È molto sconcertante.
Ad aumentare l'intrigo c'è l'ambiente in cui si è formato il buco nero: gli scienziati hanno dedotto che ha preso forma proprio mentre l'universo stava subendo uno spostamento fondamentale da un ambiente opaco dominato dall'idrogeno neutro, in cui gli elettroni sono legati al loro nucleo . Man mano che si formavano più stelle e galassie, alla fine generarono una radiazione sufficiente per trasformare l'idrogeno in uno stato ionizzato, in cui gli elettroni furono liberati, producendo un plasma di elettroni e protoni non associati che esiste ancora oggi.
Il buco nero è stato identificato e studiato utilizzando i dati raccolti ai telescopi Magellan in Cile da FIRE (il Folded-port Infrared Echellette), uno spettrometro costruito da Simcoe che classifica gli oggetti sulla base dei loro spettri infrarossi. Alla luce di questi dati, il team ritiene che il buco nero appena scoperto sia esistito in un ambiente per metà neutro e per metà ionizzato.
Quello che abbiamo scoperto è che l'universo era circa 50/50: è un momento in cui le prime galassie sono emerse dai loro bozzoli di gas neutro e hanno iniziato a brillare per uscire, dice Simcoe, coautore di un Natura carta sulla scoperta. Questa è la misurazione più accurata di quel tempo e un'indicazione reale di quando si sono accese le prime stelle.
Come un buco nero così massiccio si sia formato così presto nella storia dell'universo rimane un mistero. Si pensa che i buchi neri crescano assorbendo massa dall'ambiente circostante. Buchi neri estremamente grandi come questo dovrebbero formarsi in periodi molto più lunghi di 690 milioni di anni.
Se inizi con un seme come una grande stella, e lo lasci crescere alla massima velocità possibile, e inizi nel momento del Big Bang, non potresti mai fare qualcosa con 800 milioni di masse solari: non è realistico, dice Simcoe. Quindi ci deve essere un altro modo in cui si è formato. E come esattamente ciò accada, nessuno lo sa.