Telescopio James Webb potrebbe scoprire impronte del Big Bang nei buchi neri

Credito: laurence diver, Freeimages, XXX

I buchi neri supermassicci sono buchi neri “gonfiati” che hanno acquisito una massa enorme dopo aver divorato il materiale circostante. Molti buchi neri supermassicci sembrano essersi formati molto velocemente considerando l’età dell’universo, anzi troppo secondo i modelli attuali degli scienziati tanto che non c’è ancora una spiegazione plausibile riguardo alla loro presenza nell’universo primordiale.

Buchi neri supermassicci potrebbero aver conservato “impronta” del Big Bang

Tuttavia questi primi buchi neri supermassicci potrebbero aver conservato una sorta di “impronta” del Big Bang stesso, un’impronta che il nuovo telescopio James Webb, che sarà lanciato nello spazio il prossimo mese, potrebbe arrivare ad individuare secondo Paul M. Sutter, astrofisico del SUNY Stony Brook e del Flatiron Institute che ha scritto un articolo su Space.com al riguardo.[1]
Abbiamo scoperto diverse centinaia di buchi neri supermassicci che esistevano già quando l’universo non aveva neanche 1 miliardo di anni. Uno di essi, tra quelli scoperti, esisteva addirittura quando l’universo aveva solo 700 milioni di anni.

Buchi neri primordiali

Forse questi buchi neri supermassicci non si sono formati tramite il collasso di una stella. Forse potrebbero essersi formati proprio nei primissimi momenti del Big Bang quando l’universo stesso era un luogo estremo con densità e pressioni inimmaginabili. Parliamo dei primi secondi, un periodo della fase iniziale dell’universo durante la quale quantità enormi di massa potevano essere racchiuse in spazi piccolissimi.
Proprio da questi eventi, e da interazioni esotiche non ancora ben comprese e avvenute durante i primi secondi dell’universo, potrebbero essersi formati i cosiddetti buchi neri primordiali. Si parla, per esempio, come spiega Sutter, di buchi neri con una massa 100.000 volte quella del Sole che si sono formati durante i primi secondi dell’universo.
A questo punto i calcoli potrebbero tornare: questi buchi neri primordiali avrebbero poi aver avuto tutto il tempo per “rimpinzarsi” e diventare i mostri supermassicci la cui luce è poi giunta a noi dopo miliardi di anni.

Buchi neri primordiali devono aver interagito con l’ambiente circostante

Secondo il ricercatore, che cita anche uno studio pubblicato su arXiv,[2] questi buchi neri primordiali devono aver interagito con l’ambiente circostante. Durante l’era della nucleosintesi, quando gli elementi leggeri si formarono dalla zuppa densa e calda creatasi dopo il Big Bang, questi buchi neri primordiali avrebbero alterato leggermente l’ambiente circostante a causa della loro enorme gravità. Il gas che circondava questi buchi neri potrebbe aver mantenuto un’impronta di queste interazioni. Ad esempio potrebbe esserci una quantità di elio e di litio alterata intorno ad essi, cambiamenti che forse il telescopio James Webb potrebbe individuare.

Note e approfondimenti

  1. Some supermassive black holes may contain fingerprints from the Big Bang | Space (IA)
  2. [2109.05035] Nucleosynthetic signatures of primordial origin around supermassive black holes (IA)

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