Spazio

Il telescopio James Webb ha visto i buchi neri sopprimere la creazione di nuove stelle

Il telescopio spaziale James Webb ha fotografato, nei buchi neri, delle masse enormi che impediscono la formazione di stelle nelle loro galassie.

I buchi neri sono realmente dei mostri dell'Universo. Non solo catturano tutto ciò che si avvicina a loro oltre un certo limite, ma l'attività di alcuni di loro, soprattutto di quelli che si trovano al centro delle galassie e possiedono masse enormi (milioni o miliardi rispetto a quella del nostro Sole) sarebbe tale da impedire la formazione di stelle nelle loro galassie ospiti: e il James Webb Space Telescope (JWST) potrebbe, per la prima volta, averli colti sul fatto.

Molte galassie, molto tempo fa. Molte delle galassie più massicce nel nostro vicinato cosmico si trovano in uno stato "quiescente", dove sembra che da molto tempo non nascano nuove stelle. Perché? Gli astronomi sospettano da tempo che i buchi neri supermassicci al centro di molte di queste galassie potrebbero essere responsabili del fenomeno, in quanto disturberebbero in qualche modo le nubi di gas dove prendono origine le nuove stelle, in un processo chiamato dagli astronomi "quenching" (smorzamento). Ma cogliere questo processo in azione si è rivelato difficile poiché è un fenomeno che deve essere accaduto molto tempo fa.

Lo studio dei gas. Ora, due gruppi separati di astronomi, utilizzando il JWST per scrutare indietro nel tempo fino a più di 10 miliardi di anni fa, hanno osservato flussi di gas fuoriuscire da galassie che possiedono buchi neri supermassicci. «Si tratta della prima prova diretta che i buchi neri supermassicci possono effettivamente espellere il gas dalla galassia al punto tale da "spegnere" la sua attività», afferma Sirio Belli dell'Università di Bologna, che ha pubblicato il lavoro su Astrophysics.

Belli e i suoi colleghi hanno puntato lo spettroscopio del JWST su una galassia chiamata COSMOS-11142, che aveva smesso di formare nuove stelle, e hanno analizzato il gas che ne fuoriesce. Hanno osservato sia il gas caldo - e per questo ionizzato (ossia con atomi e molecole dai quali sono stati strappati elettroni) che il gas neutro, molto più freddo, difficile da rilevare dai telescopi terrestri. «Osservando il gas neutro, vediamo che c'è molta massa che lascia la galassia», dice Belli. «Quindi è ovvio che questo "vento" sta spegnendo la galassia, perché, ovviamente, il gas è il carburante per la formazione stellare».

Un'altra prova. Francesco D'Eugenio dell'Università di Cambridge e i suoi colleghi hanno osservato una diversa galassia, GS-10578, di circa 11 miliardi di anni fa. La loro ricerca ha misurato i tassi di formazione stellare e ha permesso di capire che la galassia aveva smesso di formare stelle relativamente di recente, solo poche decine di milioni di anni fa.

Ma quel che è interessante è soprattutto il fatto che misurando il gas neutro che fuoriusciva dalla galassia hanno scoperto che la sua massa era dello stesso ordine di grandezza del gas necessario per formare nuove stelle. «Ciò significa che questi deflussi possono competere in modo efficiente con la formazione stellare», afferma D'Eugenio. In altre parole, le stelle non si formano più perché la loro materia prima, il gas, se ne sta andando.

Un po' di prudenza. Secondo Omar Almaini dell'Università di Nottingham, nel Regno Unito, entrambe queste osservazioni forniscono prove evidenti del fatto che un buco nero può sopprimere la formazione stellare nella sua galassia; anche se, sottolinea l'astronomo, non sono conclusive al cento per cento, in quanto esiste la possibilità che possano esserci altri meccanismi al momento non noti. Per avere la certezza dei risultati di Belli e D'Eugenio, dunque, saranno necessarie molte più osservazioni su un campione più ampio di galassie, anche se i risultati finora ottenuti hanno segnato un sentiero di ricerca ben chiaro. «Ci vorrà molto lavoro investigativo – ha sottolineato Almaini - per mettere insieme prove indipendenti che indichino lo stesso fenomeno».

6 settembre 2023 Luigi Bignami
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