Un’équipe internazionale guidata dall’italiano Luca Ighina, ricercatore del Centro per l’Astrofisica Harvard & Smithsonian e dell’Istituto Nazionale di Astrofisica, ha identificato un buco nero a 12,8 miliardi di anni luce.
L’oggetto, descritto sulle pagine di The Astrophysical Journal Letters, presenta una massa stimata di un miliardo di Soli e un ritmo di accrescimento che supera di 2,4 volte i limiti teorici finora considerati per fenomeni di questo tipo. La sua analisi offre una chiave per comprendere come alcuni buchi neri abbiano raggiunto dimensioni enormi in tempi molto rapidi dopo il Big Bang.
Una scoperta ai confini del tempo cosmico
Il buco nero porta la sigla RACS J0320-35 e alimenta un quasar, cioè una sorgente estremamente luminosa capace di oscurare intere galassie ospiti. Il quadro osservativo restituisce l’immagine di un motore gravitazionale che, in epoche primordiali dell’Universo, inghiottiva materia con una voracità rara.
Il fatto che una struttura di tale entità sia visibile quando il cosmo era ancora giovane rende il caso particolarmente significativo per gli studiosi che indagano la crescita dei buchi neri supermassicci.
Il ruolo dei gruppi italiani nella ricerca
Alla pubblicazione hanno preso parte diverse istituzioni del Paese: le sedi Inaf di Milano e Bologna, l’Università di Bologna, l’Università dell’Insubria e l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare di Milano.
La collaborazione ha consentito di organizzare un lavoro coordinato tra competenze complementari, dalla riduzione dei dati all’interpretazione dei segnali, così da consolidare un risultato destinato a pesare negli studi sull’accrescimento rapido dei buchi neri nelle prime fasi dell’Universo.
Un quasar osservato ai raggi X
Le osservazioni del telescopio spaziale Chandra della Nasa, nel dominio dei raggi X, hanno permesso di quantificare il tasso di crescita con precisione. Ighina ha spiegato che l’andamento misurato ha sorpreso il team per l’eccezionale rapidità con cui la massa aumenta, un comportamento che, in rapporto al periodo cosmico considerato, appare fuori scala rispetto a quanto ci si sarebbe atteso.
La luminosità del quasar riflette proprio questa fase di alimentazione estrema, in cui gas e polveri precipitano verso l’orizzonte degli eventi rilasciando enormi quantità di energia.
Dai dati emerge che la massa del buco nero aumenta tra 300 e 3.000 Soli ogni anno. Un tasso di questo livello suggerisce l’avvio da un “seme” relativamente contenuto, nato dall’implosione di una stella molto massiccia.
Alberto Moretti, dell’Inaf e co-autore dello studio, ha sottolineato che, conoscendo la massa attuale e stimando la velocità con cui cresce, è possibile risalire a ritroso per valutare quanto fosse grande all’origine. Questo procedimento consente di mettere alla prova modelli diversi sulla nascita dei buchi neri, verificando quali scenari siano compatibili con una crescita così rapida in epoche così antiche.
Cosa vuol dire tutto questo
Un oggetto che raggiunge un miliardo di masse solari a distanze cosmologiche tanto elevate costringe a rivedere la tempistica con cui materia e radiazione interagiscono vicino ai nuclei galattici nelle prime fasi dell’Universo. Il superamento di 2,4 volte dei limiti teorici ipotizzati per l’accrescimento apre la strada a domande precise sui meccanismi fisici in gioco, dal ruolo delle condizioni del gas circostante alla possibilità di fasi intermittenti di alimentazione particolarmente efficienti.
Studi successivi, seguendo la traccia indicata dal lavoro guidato da Ighina, potranno chiarire se RACS J0320-35 rappresenti un caso eccezionale o il segnale di una popolazione più ampia di buchi neri cresciuti rapidamente subito dopo il Big Bang.
