Un buco nero mostruoso nell’universo primordiale

Grazie all’Osservatorio Gemini e al Cerro Tololo Inter-American Observatory (Ctio) – programmi del Noirlab (National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory) della National Science Foundation – gli astronomi hanno scoperto il secondo quasar più lontano di sempre. Si tratta inoltre del primo quasar a ricevere un nome indigeno hawaiano, Pōniuāʻena, in onore del fatto che gli osservatori principali di questi Quasar si trovano a Maunakea nelle Hawaii.

Nel quasar risiede un buco nero mostruoso, la cui massa è il doppio della massa del buco nero supermassiccio presente nell’unico altro quasar risalente alla stessa epoca, e sfida le attuali teorie sulla formazione e la crescita dei buchi neri supermassicci nell’universo primordiale.

Dopo più di un decennio di ricerche dal primo quasar, un gruppo internazionale di astronomi – tra cui Roberto Decarli dell’Inaf – ha utilizzato l’Osservatorio Gemini e il Ctio di Noirlab per trovare il quasar più massiccio a oggi conosciuto nell’universo primordiale, la cui luce risale a un periodo in cui l’universo aveva solo 700 milioni di anni, rispetto al Big Bang – che corrisponde a un redshift di 7.52 o a guardare indietro nel tempo di 13.02 miliardi di anni.

I quasar sono gli oggetti più energetici dell’universo, alimentati da buchi neri supermassicci. Sin dalla loro scoperta, gli astronomi stanno cercando di capire quando siano apparsi per la prima volta nella nostra storia cosmica.

Ricerche sistematiche di questi oggetti hanno portato alla scoperta, nel 2018, del quasar più distante (J1342 + 0928) e ora del secondo quasar più distanteJ1007 + 2115. Il programma A Hua He Inoa ha chiamato l’oggetto J1007 + 2115 Pōniuāʻena, che significa “invisibile sorgente rotante della creazione, circondata da splendore” in lingua hawaiana. Il buco nero supermassiccio che alimenta Pōniuāʻena è 1.5 miliardi di volte più massiccio del nostro Sole.

Pōniuāʻena è l’oggetto più distante a oggi conosciuto nell’universo che ospita un buco nero che supera un miliardo di masse solari. Affinché un buco nero di queste dimensioni si riesca a formare così presto nell’Universo, dovrebbe partire da un piccolo “seme” di 10mila masse solaricirca 100 milioni di anni dopo il Big Bang, piuttosto che crescere da un buco nero molto più piccolo formato dal collasso di un’unica stella.

La teoria attuale suggerisce che all’inizio dell’universo, dopo il Big Bang, gli atomi fossero troppo distanti tra loro per interagire e formare stelle e galassie. La nascita delle stelle e delle galassie, così come le conosciamo noi, avvenne durante l’epoca della reionizzazione, a partire da circa 400 milioni di anni dopo il Big Bang. La scoperta di un quasar come Pōniuāʻena, nella lontana epoca della reionizzazione, è un grande passo avanti verso la comprensione del processo di reionizzazione e della formazione dei primi buchi neri supermassicci e di galassie massicce. Pōniuāʻena ha posto nuovi e importanti vincoli sull’evoluzione della materia tra le galassie – il cosiddetto mezzo intergalattico – nell’epoca della reionizzazione.

Fonte: Media Inaf