Il James Webb Space Telescope (JWST) ha fornito la prova più evidente finora di un buco nero supermassiccio in fuga attiva dalla sua galassia ospite ad una velocità sbalorditiva di 2,2 milioni di miglia orarie (3,6 milioni di km/h). Questa scoperta, attualmente in fase di peer review per la pubblicazione su The Astrophysical Journal Letters, conferma decenni di previsioni teoriche su questi rari eventi cosmici. La scoperta offre uno sguardo critico sulle dinamiche caotiche dell’evoluzione delle galassie e sulle interazioni estreme tra i buchi neri supermassicci.
La caccia a un fuorilegge cosmico
Gli astronomi hanno identificato per la prima volta il candidato buco nero in fuga nel 2023, individuando un insolito flusso stellare nelle immagini d’archivio del telescopio spaziale Hubble. Osservazioni successive con l’Osservatorio Keck hanno rivelato un buco nero di 20 milioni di masse solari che lascia dietro di sé una scia di 200.000 anni luce di stelle appena formate – una scia due volte il diametro della Via Lattea. Questa traccia è fondamentale: mostra che il buco nero non si è solo formato in isolamento, ma si è mosso attivamente attraverso lo spazio, trascinando con sé il gas.
L’imaging nel medio infrarosso del JWST ha fornito la prova definitiva: un’onda d’urto distinta, o shock ad arco, che si forma sul bordo anteriore del buco nero in fuga. Questa onda d’urto è simile alla scia dietro una nave in corsa, con il buco nero che agisce come una nave invisibile che spinge gas e polvere davanti a sé.
“Tutto ciò che riguarda questo oggetto ci diceva che era qualcosa di veramente speciale, ma vedere questa chiara firma nei dati è stato incredibilmente soddisfacente”, ha detto l’autore principale dello studio Pieter van Dokkum, professore di astronomia e fisica all’Università di Yale.
Come fuggono i buchi neri?
I buchi neri supermassicci (SMBH) risiedono tipicamente al centro delle galassie, tenuti in posizione da immense forze gravitazionali. Per poter fuggire è necessario che accada un evento straordinario. L’attuale teoria principale suggerisce che le interazioni violente tra almeno due SMBH – ciascuno con masse superiori a 10 milioni di soli – possono produrre un “calcio” abbastanza forte da espellerne uno.
Il buco nero in fuga osservato probabilmente è il risultato di un incontro così caotico. Ciò significa che le galassie possono perdere il loro SMBH centrale, alterando la loro evoluzione futura in modi imprevedibili. La violenza di queste interazioni sarebbe stata immensa, rimodellando l’ambiente galattico circostante.
Ricerche future e domande aperte
Sebbene questo sia il primo SMBH in fuga confermato, gli astronomi sospettano che ne esistano altri. Un candidato promettente è il “Gufo Cosmico”, un enigmatico sistema distante circa 11 miliardi di anni luce. Il Gufo Cosmico presenta due nuclei galattici, ciascuno dei quali ospita un SMBH attivo, insieme a un terzo SMBH incorporato in una nuvola di gas tra di loro. L’origine di questo terzo buco nero rimane poco chiara. Alcuni ricercatori suggeriscono che sia fuggito da una delle galassie ospiti, ma le osservazioni del JWST del gruppo di van Dokkum suggeriscono che potrebbe essersi formato in situ attraverso il collasso diretto del gas dopo che le galassie erano quasi entrate in collisione.
La scoperta dei buchi neri in fuga approfondisce la nostra comprensione dell’evoluzione galattica. Studiando questi valori anomali, gli scienziati possono modellare meglio le dinamiche delle fusioni dei buchi neri, le interazioni tra galassie e il destino a lungo termine delle strutture galattiche. La capacità del JWST di osservare questi fenomeni con un dettaglio senza precedenti promette di svelare ulteriori segreti sui processi più energetici dell’universo.
