Un articolo in fase di pubblicazione sulla rivista “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” descrive una ricerca sull’origine dei buchi neri supermassicci. Un team di scienziati italiani guidati da Fabio Pacucci della Scuola Normale Superiore di Pisa ha utilizzato i telescopi spaziali della NASA per identificare due antichissimi oggetti che rappresentano i migliori candidati “semi” di buchi neri trovati finora.

I comuni buchi neri si formano dal collasso di ciò che rimane di una stella dopo che è esplosa in una supernova ma che dire dei buchi neri supermassicci? Da tempo ci sono discussioni sull’origine della prima generazione di questi mostri con masse milioni e a volte miliardi di volte quella del Sole che probabilmente sono al centro di quasi tutte le grandi galassie.

Secondo una teoria i buchi neri supermassicci crescono partendo da semi generati da gas e dalla fusione di buchi neri più piccoli, con una massa iniziale che va da dieci a qualche centinaio di masse solari. Secondo un’altra teoria essi si formano da semi generati direttamente dal collasso di una nube di gas che ha una massa complessiva molto elevata, senza fasi intermedie.

Le osservazioni effettuate indicano che almeno alcuni buchi neri supermassicci si sono formati meno di un miliardo di anni dopo il Big Bang. Se la prima teoria fosse corretta, essi dovrebbero essere cresciuti a una velocità anormalmente elevata per raggiungere la massa dei buchi neri supermassicci più antichi scoperti.

Le nuove scoperte supportano l’altra teoria che prevede semi con una massa centomila volte quella del Sole formati direttamente dal collasso di una massiccia nube di gas.  Tale massa sarebbe già molto elevata in partenza con un campo gravitazionale molto esteso e ciò darebbe al buco nero la possibilità di una crescita più rapida.

I ricercatori italiani hanno usato modelli informatici dei semi di buchi neri combinati con un nuovo modo per selezionare i candidati. La ricerca è stata effettuata tra le osservazioni dei telescopi spaziali della NASA: Chandra, Hubble e Spitzer. Due candidati corrispondono al profilo teorico agli infrarossi, sono molto rossi ed emettono raggi X rilevati da Chandra. Le stime della loro distanza suggerisce che si possano essere formati meno di un miliardo di anni dopo il Big Bang.

Fabio Pacucci e i suoi colleghi Andrea Ferrara, Andrea Grazian, Fabrizio Fiore, Emanuele Giallongo e Simonetta Puccetti sono prudenti riguardo alle conclusioni della loro ricerca. I semi di buchi neri supermassicci sono molto difficili da trovare ma è necessario continuare a cercarli per effettuare ulteriori verifiche del modello della loro nascita.

Nonostante l’uso dei telescopi spaziali della NASA, le osservazioni dei candidati scoperti sono ancora limitate. È uno dei casi in cui ulteriori studi verranno fatti anche nei prossimi anni quando saranno disponibili il telescopio spaziale James Webb ma anche l’European Extremely Large Telescope dell’ESO, che saranno in grado di effettuare osservazioni ancor più dettagliate di questi oggetti lontanissimi.