Questo super buco nero sta fermando il tempo: come il quasar inibisce la formazione stellare

Il recente studio del buco nero supermassiccio J0100+2802 ha svelato agli scienziati qualcosa di inatteso. Lo studio ha messo in luce come questi oggetti possano esercitare sull'ambiente circostante un'influenza molto più estesa di quanto si potesse immaginare.

L’enorme radiazione e i venti che si producono nel disco che circonda i buchi neri supermassicci riescono a sopprimere la formazione di nuove stelle all’interno della galassia fermando, metaforicamente, l’orologio che scandisce il tempo della formazione stellare.

J0100+2802, un mostro cosmico

Il buco nero J0100+2802 si trova nel cuore di una remota galassia, ad una distanza di circa 12.8 miliardi di anni luce dalla Terra in direzione tra le costellazioni dei Pesci e Andromeda. La sua massa è stata stimata dell’ordine di 10 miliardi di masse solari.

J0100+2802 si manifesta come quasar, cioè come un nucleo galattico che all’osservazione appare simile ad una stella.

Tuttavia, la sua luminosità, soprattutto alle lunghezze d’onda radio, nulla ha a che fare con quella di una stella: è così elevata da essere osservabile a distanza di miliardi e miliardi di anni luce.

Yongda Zhu e colleghi, in un articolo pubblicato sulla rivista The Astrophysical Journal Letters, hanno riportato una curiosa scoperta.

La galassia che ospita il buco nero supermassiccio J0100+280, sebbene sia giovane, tuttavia entro un raggio pari a circa 22 milioni di anni luce

J0100+280 non mostra evidenze di formazione di stelle: si comporta come se fosse vecchia.

Eppure in una galassia così giovane si dovrebbe osservare un'intensa attività di formazione stellare.

Inibitori di formazione stellare

La spiegazione più plausibile formulata da Yongda Zhu e colleghi è che sia colpa proprio del buco nero supermassiccio. L’abbondante radiazione ultravioletta emessa dal disco di accrescimento che circonda il buco nero riesce a fotodissociare l'idrogeno molecolare di cui sono costituite le nubi galattiche in cui avviene la formazione delle stelle.

Ricordiamo che l'idrogeno molecolare è sufficientemente freddo da consentire il collasso di frammenti di nube, primo passo verso la formazione delle stelle. Invece, la fotodissociazione lo rende più caldo inibendone il collasso.

Ma non solo, anche i fortissimi venti che si originano nel disco possono spazzare via le nubi molecolari, privando la galassia della materia prima per la nascita delle stelle.

Un altro studio del 2026, pubblicato su Nature a cura di Weizhe Liu e collaboratori, supporta ulteriormente questo scenario. Studiando 27 quasar del giovane Universo con JWST, hanno trovato potenti venti da questi prodotti che raggiungono velocità fino a circa 8.400 km/s che anche loro contribuiscono a ostacolare la formazione stellare.

Gli scienziati che hanno condotto lo studio sono arrivati a stimare che J0100+2802 da ben 3.1 milioni di anni sta inibendo la formazione stellare non solo nella galassia che lo ospita ma anche nelle galassie vicine.

Radiazione e venti rappresentano quindi due facce dello stesso “feedback” del buco nero: la prima altera la chimica e lo stato termico del gas, i secondi possono spingerlo fuori dalle regioni in cui nascerebbero le stelle.

Galassie giovani che appaiono vecchie

Il quadro che emerge da questi recenti studi è che i buchi neri supermassicci non soltanto divorano tutto ciò che cade nel loro raggio di attrazione gravitazionale, ma con i loro potenti venti e l'intensa radiazione condizionano l’evoluzione della galassia ospite e delle galassie vicine.

L’effetto risultante è che le galassie che li ospitano o si trovano ad essi vicine, non esibendo formazione stellare attiva, appaiono alle osservazioni più simili a galassie vecchie in cui il naturale processo di formazione stellare si è esaurito per età.

Invece si tratta di galassie giovani in cui i buchi neri ne hanno inibito la formazione stellare, "fermando" l’orologio che scandisce il tempo dell'evoluzione stellare.