Il telescopio spaziale James Webb ha permesso di identificare un buco nero supermassiccio in rapida crescita all’interno della galassia primordiale denominata CANUCS‑LRD‑z8.6, risalente a circa 570 milioni di anni dopo il Big Bang. Questo oggetto, che appartiene alla classe delle cosiddette Little Red Dots (LRD), si trova in una fase evolutiva primordiale in cui la galassia ospite appare ancora compatta, povera di elementi pesanti e in pieno processo di formazione.
Le osservazioni, condotte con lo spettrografo NIRSpec del Webb, hanno rivelato caratteristiche spettrali che indicano un’intensa ionizzazione del gas e di rotazione rapida attorno a una sorgente centrale, segnali tipici di un buco nero in accrescimento. Il team, guidato da Roberta Tripodi dell’INAF (Istituto Nazionale di Astrofisica), ha stimato che la massa del buco nero (100 milioni di volte la massa del Sole) sia sproporzionata rispetto a quella stellare della galassia (8 miliardi di masse solari).
Questa discrepanza rispetto alla classica correlazione massa galassia‑massa buco nero suggerisce che in epoche così remote i buchi neri potessero crescere molto più rapidamente delle loro galassie ospiti. Una scoperta che rappresenta quindi un elemento chiave per comprendere come si sono formati e sono cresciuti i primi buchi neri supermassicci, e come questi si siano evoluti fino a diventare i quasar luminosi che osserviamo nell’universo maturo.
Implicazioni per la formazione precoce dei buchi neri
Le osservazioni di CANUCS‑LRD‑z8.6 mostrano che già entro i primi 600 milioni di anni dal Big Bang poteva esistere un buco nero supermassiccio in piena attività. Il rilevamento di segnali come una forte ionizzazione del gas e un moto di rotazione rapido attorno a un nucleo compatto suggeriscono che l’accrescimento del buco nero sia avvenuto in modo efficiente e precoce.
Questo fatto rappresenta una sfida per i modelli convenzionali, che prevedono una crescita più graduale dei buchi neri e delle galassie ospiti. In particolare, il rapporto massa del buco nero/massa stellare maggiore del previsto implica che, in questa fase dell’Universo, i buchi neri potessero dominare la crescita prima che le galassie raggiungessero dimensioni significative.
In questo senso, CANUCS‑LRD‑z8.6 diviene un tassello fondamentale per la comprensione dell’”alba” dei buchi neri, che non somigliano più a semplici “semi” in attesa di accrescimento, ma ad attori già ben avviati nella loro evoluzione.
Il ruolo delle LRD e il programma CANUCS
Il fenomeno delle Little Red Dots, oggetti piccoli, molto distanti e dal colore marcatamente rosso, è emerso nelle indagini del James Webb durante i suoi primi tre anni di attività. CANUCS (Cosmic Evolution Early Release Science Survey) è uno dei programmi che ha permesso di osservare queste galassie primordiali con elevata sensibilità e risoluzione.
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CANUCS‑LRD‑z8.6 appartiene a questa classe e fornisce un collegamento diretto tra le LRD e quasar e buchi neri attivi dell’universo più evoluto. Il fatto che JWST sia riuscito a registrare caratteri spettrali compatibili con un buco nero attivo in una di queste galassie indica che le LRD non sono soltanto oggetti passivi o in attesa di sviluppo: potrebbero rappresentare la fase iniziale in cui l’accrescimento dei buchi neri precede o supera la crescita stellare della galassia ospite.
Intanto, il team ha in programma ulteriori osservazioni con il James Webb e anche con il radiotelescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) per studiare meglio questo oggetto.
Lo studio, pubblicato su Nature Communications, è reperibile qui.
