Il telescopio spaziale James Webb trova tracce di un buco nero nella galassia primordiale GN-z11

Recentemente abbiamo scritto delle novità legate ai dischi di formazione planetaria così come della rilevazione di acqua in un disco protoplanetario grazie ad ALMA e al VLT di ESO. Il telescopio spaziale James Webb invece ha osservato ancora più distante nello Spazio e nel tempo e si è concentrato in particolare sulla galassia GN-z11 dell'Universo primordiale. Questo oggetto celeste è stato scoperto dal telescopio spaziale Hubble ma è grazie al JWST che sono state aggiunte nuove informazioni.

La galassia GN-z11 (che si trova nella costellazione dell'Orsa Maggiore) ha un'età stimata di 13,8 miliardi di anni quando l'Universo aveva "solamente" 430 milioni di anni, poco se si considerano le tempistiche cosmologiche. Questa galassia ha attirato l'attenzione degli scienziati in quanto è particolarmente luminosa. La motivazione sarebbe legata alla presenza di un buco nero supermassiccio che stava attivamente inglobando materia creando un grande disco di accrescimento. Se confermato, si tratterebbe del buco nero supermassiccio attivo più distante mai rilevato finora.

Il telescopio spaziale James Webb e la galassia GN-z11

Roberto Maiolino (del Cavendish Laboratory and the Kavli Institute of Cosmology) ha dichiarato che i dati mostrerebbero la presenza di gas estremamente denso, un segnale che lì dovrebbe trovarsi un buco nero supermassiccio ed è la prima chiara firma che la galassia GN-z11 ne sta ospitando uno attivo. Proprio l'attività del buco nero ha portato alla creazione di elementi chimici ionizzati così come di un forte vento, entrambe situazioni tipiche di un buco nero supermassiccio.

L'utilizzo di NIRCam (dedicata al vicino infrarosso e sfruttando i filtri F090W, F115W, F150W, F200W, F277W, F335M, F356W, F410M e F444W) ha consentito di effettuare analisi approfondite di questa galassia primordiale mostrando come al centro dovrebbe trovarsi un buco nero da 2 milioni di masse solari. Come scritto, durante le osservazioni è stata rilevata un'elevata attività facendo intuire che ci sia consumo di materia e quindi aumentandone la luminosità. L'immagine panoramica prodotta ha un'ampiezza di 8 arcominuti.

Altre analisi sono state eseguite con NIRSpec (spettrografo nel vicino infrarosso). Grazie a questo strumento è stata trovata la firma dell'elio e nient'altro. Ipotesi e teorie indicano come nell'Universo primordiale e all'interno delle galassie di quel periodo potessero essere presenti grandi sacche di elio in grado di collassare e formare stelle di Popolazione III. Si tratta di stelle particolari con idrogeno ed elio e senza la presenza di altri elementi più pesanti. Queste sono stelle molto vecchie, molto grandi e massicce e calde ma anche difficili da osservare. I dati sono stati raccolti nello studio Possible Population III signatures at z=10.6 in the halo of GN-z11.

Gli scienziati sono alla ricerca di più dati per comprendere come l'Universo si sia evoluto fino ad arrivare alla struttura che vediamo ora e che comprende diverse tipologie di galassie ma anche di stelle e pianeti. Per questo con il telescopio spaziale James Webb è possibile osservare sempre più distante nel tempo e nello Spazio cercando di ampliare la conoscenza di questa particolare fase evolutiva. Le ricerche relative al buco nero supermassiccio di GN-z11 sono state inserite nello studio dal titolo A small and vigorous black hole in the early Universe.