Il telescopio spaziale James Webb della NASA ha portato alla luce nuove evidenze che dimostrano come i buchi neri supermassicci possano inibire la formazione di stelle nelle galassie in via di sviluppo. L’analisi condotta utilizzando la telecamera a infrarossi vicini (NIRCam) del telescopio ha riguardato 19 galassie del protoammasso Spiderweb, situato a circa 11 miliardi di anni luce dalla Terra.
Tra queste, le galassie con buchi neri supermassicci attivi al centro hanno mostrato un ritmo di formazione stellare notevolmente ridotto rispetto a quelle prive di tali oggetti. “Siamo riusciti a ottenere mappe ad alta risoluzione delle linee di ricombinazione dell’idrogeno, che indicano l’attività di formazione stellare”, ha affermato Rhythm Shimakawa, professore associato alla Waseda University e autore principale dello studio (rif.).
Il meccanismo della formazione stellare
Le stelle nascono quando nubi di gas idrogeno freddo collassano sotto la propria gravità, raggiungendo temperature che innescano la fusione nucleare. Questo processo ionizza gli atomi di idrogeno, emettendo radiazioni rilevabili grazie a strumenti avanzati come il NIRCam. Sebbene sia noto che le galassie più antiche producano meno stelle, alcune galassie giovani mostrano una precoce diminuzione della formazione stellare.
Questo fenomeno non può essere spiegato esclusivamente dal consumo del gas idrogeno. Gli scienziati ipotizzano che i buchi neri centrali, crescendo con le galassie, possano contribuire a tale riduzione, risucchiando gas o espellendolo attraverso getti relativistici. Lo Spiderweb, osservabile com’era meno di 3 miliardi di anni dopo il Big Bang, è un laboratorio cosmico unico per studiare la relazione tra buchi neri e formazione stellare.
“Il protoammasso Spiderweb è stato oggetto di ricerca per oltre due decenni”, ha dichiarato Shimakawa. La sua elevata concentrazione di galassie massicce, molte delle quali con buchi neri supermassicci, lo rende ideale per indagini approfondite. Questo fenomeno si verifica perché i buchi neri attivi sottraggono gas idrogeno freddo, necessario per la nascita delle stelle, e lo espellono nello spazio intergalattico attraverso getti relativistici.
La fusione delle galassie e l’evoluzione dei buchi neri
Quando le galassie si fondono, i buchi neri centrali crescono raggiungendo milioni di masse solari e acquisendo la capacità di attrarre enormi quantità di materia. Questa materia, spiraleggiando verso l’orizzonte degli eventi, emette potenti raggi X rilevabili da osservatori come il Chandra X-ray Observatory. Gli scienziati hanno osservato che le galassie con i buchi neri più attivi mostrano una significativa riduzione della formazione delle stelle.
Le osservazioni del protocluster Spiderweb, che risale a meno di 3 miliardi di anni dopo il Big Bang, confermano questa teoria, rendendo il sistema un laboratorio ideale per studiare l’interazione tra buchi neri e galassie. Le galassie ellittiche, spesso considerate la fase finale dell’evoluzione galattica, mostrano una formazione stellare pressoché inesistente.
A differenza delle galassie a spirale come la Via Lattea, queste strutture caotiche derivano da scontri tra galassie più giovani, che spazzano via le strutture ordinate e fondono i buchi neri centrali delle galassie madri. Di conseguenza, i buchi neri supermassicci nelle galassie ellittiche sono tra i più grandi mai osservati, con impatti significativi sulla dinamica e sull’evoluzione del mezzo interstellare.
La futura comprensione dei buchi neri
Nonostante le scoperte rivoluzionarie del James Webb, il professor Shimakawa sottolinea che rimane ancora molto da scoprire sull’interazione tra i buchi neri supermassicci e le galassie circostanti. Altri meccanismi potrebbero contribuire al rallentamento della formazione stellare, e ulteriori osservazioni sono necessarie per comprendere appieno questi complessi fenomeni cosmici. La ricerca continua a rivelare nuovi dettagli su come i buchi neri modellino l’universo, aprendo la strada a nuove scoperte che potrebbero rivoluzionare la nostra conoscenza dell’evoluzione galattica.
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