Un fenomeno registrato per la prima volta potrebbe spiegare da dove provengono i buchi neri supermassicci
James Webb ha registrato un evento che potrebbe spiegare come sono emersi i buchi neri supermassicci nell'Universo.
Nel 2021, il telescopio spaziale James Webb è stato lanciato con la missione di rispondere ad alcune delle domande irrisolte dell'astronomia. Le principali riguardavano l'osservazione delle prime galassie nell'Universo per determinare come si fossero formate e come fossero le prime stelle. Inoltre, il telescopio James Webb è stato lanciato anche con la missione di comprendere come siano emersi i buchi neri supermassicci e come siano finiti al centro delle galassie.
Da quando è diventato attivo nel 2022, il telescopio James Webb ha trovato diversi indizi per rispondere a queste domande. L'osservazione più notevole è stata che le galassie nell'Universo primordiale erano già molto più grandi del previsto. Anche i buchi neri supermassicci erano più grandi e già occupavano il centro delle galassie. Di conseguenza, diverse ipotesi sono state scartate nel corso degli anni e alcune hanno acquisito maggiore importanza all'interno della comunità scientifica.
Questa settimana, le osservazioni del James Webb potrebbero aver catturato un fenomeno che potrebbe spiegare l'origine dei buchi neri supermassicci. I risultati hanno riguardato un oggetto soprannominato Galassia Infinito. Questa galassia potrebbe contenere la prova del primo caso osservato di collasso diretto in un buco nero supermassiccio. Se confermato, questo potrebbe essere il tassello mancante per spiegare come i buchi neri supermassicci giganti si siano formati così rapidamente nell'Universo primordiale.
Buchi neri supermassicci
I buchi neri supermassicci sono buchi neri che raggiungono masse da milioni a miliardi di volte la massa del Sole. Ogni galassia ha un buco nero supermassiccio al suo centro. La Via Lattea stessa ospita un buco nero da 4 milioni di masse solari chiamato Sgr A*. La presenza di un buco nero supermassiccio può essere osservata dall'effetto che ha sulle stelle circostanti.
Un altro buco nero supermassiccio che è stato studiato in dettaglio è M87*, un buco nero da 7 miliardi di masse solari al centro della galassia M87. Nonostante decenni di osservazioni, non sappiamo ancora come si formino o come siano arrivati al centro delle galassie. Attualmente, l'ipotesi più accreditata è quella del collasso diretto, perché può spiegare come questi oggetti esistessero già nell'Universo giovane.
Collasso diretto
Una delle prime ipotesi sull'origine di questi buchi neri fu che si fossero formati quando buchi neri più piccoli si alimentarono e si fusero nel tempo. Tuttavia, le osservazioni di buchi neri supermassicci nell'Universo primordiale mostrano che non ci sarebbe stato il tempo perché questi oggetti raggiungessero le dimensioni che già possedevano. Pertanto, l'ipotesi del collasso diretto è stata favorita tra gli astronomi.
Il collasso diretto si verifica quando, in determinate condizioni, enormi nubi di gas collassano rapidamente gravitazionalmente, formando un buco nero relativamente grande. Questo processo sarebbe molto più efficiente della lenta crescita di un buco nero formato da una stella. Questo spiegherebbe come i buchi neri supermassicci siano emersi così presto nella storia dell'Universo.
Galassia dell'infinito
Questa settimana, la NASA ha pubblicato le osservazioni effettuate da James Webb di un oggetto chiamato Galassia Infinito. L'oggetto è così chiamato perché è costituito da due galassie in collisione, formando il simbolo dell'infinito. Le due galassie che si fondono sono galassie a spirale, e ciascuna ha un buco nero supermassiccio al suo centro.
Hold onto your Gauntlet, Webb may have observed the birth of a supermassive black hole in the Infinity Galaxy - between the nuclei of two merging galaxies. https://t.co/u0fdUuAaCl pic.twitter.com/MmTHHIr8pf
— NASA Webb Telescope (@NASAWebb) July 15, 2025
Ciò che ha attirato la nostra attenzione è stata l'osservazione di un terzo buco nero supermassiccio che non si trova al centro di nessuna delle due galassie. Si trova in una regione gassosa proprio al confine dell'intersezione delle due galassie.
Studi hanno dimostrato che questo buco nero si è formato proprio lì, attraverso il collasso diretto di una nube di gas. Se confermata, questa sarà la prima osservazione del processo che potrebbe spiegare la formazione dei buchi neri supermassicci.
L'osservazione del fenomeno per la prima volta
Per escludere altre possibilità, gli astronomi che studiano la Galassia Infinito hanno analizzato i dati per testare altre ipotesi. Una è che il buco nero abbia avuto origine da una terza galassia o sia fuoriuscito da un'altra regione. Entrambe le ipotesi sono state scartate quando i dati hanno mostrato che il buco nero supermassiccio ha una velocità simile a quella del gas circostante, suggerendo che abbia avuto origine lì.
I dati indicano che due galassie a spirale si sono scontrate e il gas nelle galassie è stato compresso e riscaldato. Ciò ha creato una regione molto densa che è collassata direttamente in un buco nero. Alcune prove a supporto di questa ipotesi sono l'osservazione di una regione di gas ionizzato attorno al buco nero e il fatto che il buco nero sia attivo, ovvero che si nutre della materia circostante.