Un getto di particelle emesso da un buco nero supermassiccio potrebbe impedire la formazione di nuove stelle in una galassia vicina. È quanto emerge da uno studio realizzato dal gruppo di ricerca Cosmic Web dell’Università di Milano-Bicocca insieme alla NASA e pubblicato sulla rivista Astronomy & Astrophysics. La scoperta si basa sulle osservazioni effettuate con l’Osservatorio a raggi X Chandra della NASA e offre nuovi elementi per comprendere i processi che hanno modellato l’evoluzione delle galassie nell’universo primordiale.
Per descrivere il fenomeno, i ricercatori ricorrono a una metafora culinaria: il buco nero agirebbe come un “cuoco” che mescola una gigantesca “pentola” di gas all’interno della quale si trova una galassia soprannominata “Red Potato”, per il suo caratteristico aspetto nelle immagini ottenute dal telescopio spaziale James Webb.
La galassia, il cui nome scientifico è MQN01 J004131.9-493704, si trova a circa 11,7 miliardi di anni luce dalla Terra e appartiene alla stessa struttura cosmica che ospita Big Wheel, la gigantesca galassia a disco scoperta in precedenza dal gruppo Cosmic Web. Si tratta di una regione particolarmente densa dell’universo primordiale, situata all’incrocio di enormi filamenti cosmici ricchi di galassie, gas e buchi neri supermassicci in crescita.
Osservatorio a raggi X Chandra della NASA. © CXC & J.Vaughan / NASA
Una nube gassosa molto turbolenta
Le osservazioni del Very Large Telescope dell’ESO avevano mostrato che “Red Potato” è immersa in una vasta nube di gas relativamente freddo. In presenza di una simile riserva di materia, gli astronomi si aspettavano un’intensa formazione di nuove stelle, come già osservato in altre galassie circondate da gas freddo. In questo caso, però, il fenomeno non si verifica.
«Le stelle non si stanno formando come previsto, quindi abbiamo cercato di capirne il motivo – afferma Weichen Wang, ricercatore di Astronomia e Astrofisica dell’Università di Milano-Bicocca – e abbiamo scoperto che potrebbe esserci un “cuoco” in questa cucina cosmica». Le analisi hanno infatti rivelato che la nube di gas attorno alla galassia è insolitamente turbolenta. Questa agitazione potrebbe impedire al gas di condensarsi e alimentare la nascita di nuove stelle.
Per individuare l’origine della turbolenza, il team internazionale ha utilizzato i dati raccolti da Chandra, scoprendo che un getto di particelle proveniente dal buco nero di una galassia vicina è orientato proprio verso la nube di gas che avvolge Red Potato. L’interazione tra il getto e il gas potrebbe essere la causa del fenomeno osservato.
«Se il getto del buco nero sta agitando il gas intorno alla galassia Red Potato, potrebbe rallentare notevolmente la velocità con cui la galassia può acquisire nuovo materiale per formare stelle» ha affermato il coautore e coordinatore del gruppo di ricerca Sebastiano Cantalupo, professore di Astronomia, cosmologia e scienza dello spazio dell’Università di Milano-Bicocca che guida il gruppo di ricerca “Cosmic Web”. «Con l’energia derivante da questo rimescolamento, la galassia non riceverà più combustibile per formare nuove stelle al ritmo previsto per galassie simili nella stessa epoca cosmica».
Galassie passive in un universo primordiale
A differenza di “Red Potato”, composta prevalentemente da stelle più vecchie e quindi caratterizzata da una colorazione rossastra, la galassia che ospita il buco nero è in piena attività di formazione stellare. Situata a circa 200 mila anni luce di distanza, produce numerose stelle massicce e calde, come avviene nella maggior parte delle galassie osservate nello stesso periodo cosmico.
I ricercatori hanno valutato anche altre possibili spiegazioni per la turbolenza del gas, tra cui l’attività del buco nero presente nella stessa “Red Potato” o l’energia prodotta da un’intensa formazione stellare. Tuttavia, i dati raccolti indicano come ipotesi più plausibile proprio l’interazione con il getto proveniente dalla galassia vicina.
Lo studio rappresenta uno dei pochi lavori dedicati al comportamento del gas che circonda le galassie passive nell’universo primordiale e contribuisce a chiarire il ruolo svolto dalle interazioni tra galassie e buchi neri nell’evoluzione delle prime strutture cosmiche. Oltre alle osservazioni di Chandra, la ricerca si è avvalsa anche dei dati del telescopio spaziale Hubble, fondamentali per determinare il colore della galassia e il suo basso tasso di formazione stellare.
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