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Il buco nero più antico dell’Universo primordiale sfida il modello di formazione del buco nero  

Gli astronomi hanno rilevato il buco nero più antico (e il più distante) dell'universo primordiale, che risale a 400 milioni di anni dopo il big bang. Sorprendentemente, si tratta di circa qualche milione di volte la massa del Sole. Secondo l’attuale comprensione della formazione del buco nero, un buco nero così massiccio dovrebbe impiegare miliardi di anni per raggiungere queste dimensioni ma, cosa interessante, allora l’universo aveva solo 400 milioni di anni.  

In precedenza, i ricercatori, combinando i dati dell’Osservatorio a raggi X Chandra e del JWST, avevano trovato un buco nero nella galassia UHZ1 che risale a 470 milioni di anni dopo il big bang. 

Ora, utilizzando i dati del James Webb Space Telescope (JWST), gli astronomi hanno rilevato un buco nero nella galassia GN-z11 che risale a 400 milioni di anni dopo il big bang. Ciò rende questo buco nero il più antico mai osservato (i BH non vengono osservati direttamente ma rilevati indirettamente dal bagliore rivelatore di un disco di accrescimento vorticoso attorno ad esso) risalente all'universo primordiale. La luce ha impiegato quasi 13.4 miliardi di anni per raggiungere il telescopio JWS.  

Questo buco nero appena scoperto nell’universo primordiale è supermassiccio, circa qualche milione di volte la massa del Sole. Ciò che è intrigante di questo buco nero è come potrebbe avere una massa tale da diventare supermassiccio.  

I buchi neri si formano dal collasso del residuo della stella morta sotto gravità quando il carburante si esaurisce, se la massa originale della stella è superiore a 20 masse solari (>20 M⦿). I buchi neri supermassicci si formano quando la massa originale della stella è circa cento volte la massa del Sole.  

In linea con ciò, un buco nero supermassiccio come quello rilevato di recente dall’universo primordiale dovrebbe impiegare miliardi di anni per formarsi e crescere, ma l’universo aveva solo circa 400 milioni di anni.  

Esiste un altro modo in cui si formano i BH supermassicci? Forse, le condizioni dell’universo primordiale hanno permesso a questo buco nero di nascere grande o ha divorato dentro di sé la materia dalla galassia che lo ospitava a un ritmo molto più elevato di quanto si pensasse possibile.  

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Riferimenti:  

  1. NASA 2023. Notizie – I telescopi della NASA scoprono un buco nero da record. Pubblicato il 6 novembre 2023. Disponibile su https://www.nasa.gov/missions/chandra/nasa-telescopes-discover-record-breaking-black-hole/ Prestampa disponibile su  https://doi.org/10.48550/arXiv.2305.15458  
  1. Ricerca dell’Università di Cambridge – Gli astronomi rilevano il buco nero più antico mai osservato. Pubblicato il 17 gennaio 2024. Disponibile su https://www.cam.ac.uk/research/news/astronomers-detect-oldest-black-hole-ever-observed/  
  1. Maiolino, R., Scholtz, J., Witstok, J. et al. Un piccolo e vigoroso buco nero nell'Universo primordiale. Natura (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07052-5  Prestampa disponibile su https://doi.org/10.48550/arXiv.2305.12492  

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Umesh Prasad
Umesh Prasad
Giornalista scientifico | Editore fondatore della rivista scientifica europea

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