Buchi neri o galassie? Osservazioni recenti forniscono alcune risposte

Buchi neri o galassie?  Osservazioni recenti forniscono alcune risposte

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Recenti scoperte del James Webb Space Telescope (JWST) hanno fatto luce su alcuni dei meccanismi chiave dell’universo primordiale, in particolare sul ruolo dei buchi neri nella formazione delle galassie. Queste osservazioni mettono in luce una complessa interazione tra quest'ultima e la formazione stellare, e permettono di provare a rispondere a una domanda interessante: cosa è apparso prima, i buchi neri o le galassie?

Gli astronomi hanno cercato a lungo di scoprire i segreti dell'universo primordiale. Il rilevatore di infrarossi James Webb Space Telescope (JWST) ha scoperto alcune delle galassie più antiche. Quest'ultimo, luminoso e compatto, conterrà buchi neri che sfidano le attuali teorie sulla cronologia dell'universo. Recenti osservazioni effettuate con il telescopio spaziale James Webb rivelano meccanismi chiave nell’universo primordiale, in particolare per quanto riguarda il ruolo dei buchi neri nella formazione delle galassie.

Pubblicato sulla rivista Lettere del diario astrofisico
Lo studio, condotto da un team dell’Università del Colorado Boulder e della Johns Hopkins University, ha fornito risultati che suggeriscono che i buchi neri potrebbero essere esistiti molto prima che le attuali teorie fossero proposte, e hanno svolto un ruolo cruciale non solo nel “estinzione” all’interno delle galassie, ma anche nella stimolazione. Formazione stellare nelle galassie primitive. Il raffreddamento è il processo mediante il quale la formazione di nuove stelle in una galassia viene rallentata o interrotta. Queste scoperte arrivano al punto di cambiare i modelli consolidati sulla sequenza dei principali eventi cosmici che seguirono il Big Bang.

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Una nuova comprensione dei buchi neri?

Mitchell Begelman e Joseph Silk, due degli autori principali dello studio, sfidano il sistema cosmogonico consolidato proponendo che i buchi neri non sono semplicemente il prodotto finale dell'evoluzione stellare, ma sono esistiti simultaneamente fin dalle prime fasi dell'universo. Questa ipotesi rappresenta un punto di svolta nella nostra comprensione della struttura cosmica, ponendo queste misteriose entità al centro delle dinamiche di formazione delle galassie.

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Secondo il loro modello, i buchi neri agiscono come catalizzatori nel processo di creazione delle stelle. In questo scenario, i buchi neri, attraverso la loro attività sempre più intensa e i getti energetici che emettono, comprimono il gas che li circonda, favorendo così la condensazione della materia e stimolando la nascita delle stelle. Questa interazione dinamica tra i buchi neri e il mezzo interstellare contribuisce a un rapido aumento del tasso di formazione stellare nelle galassie giovani, evidenziando il ruolo costruttivo dei buchi neri nell’evoluzione cosmica.

Lo spostamento dei tassi di formazione stellare e di crescita dei buchi neri con una diminuzione del redshift, da sistemi dominati dal feedback positivo a un’epoca successiva in cui il feedback è in gran parte negativo. © Stephen Burroughs, Rosemary Wise e Mitch Begelman.

Begelman spiega in A Ho riferito : ” La teoria attuale descrive la transizione dalle prime generazioni di stelle alle galassie dominate dalle stelle. Poi, alla fine di questo processo, i buchi neri cominciano a crescere “La visione inversa del ruolo dei buchi neri nell'evoluzione cosmica si basa su dati più recenti, raccolti dal James Webb Space Telescope, che hanno reso possibile osservare galassie lontane con una precisione senza pari. Le osservazioni di Begelman e Silk mostrano che le galassie primitive e luminose , le galassie attive contengono buchi neri massicci, che sembrano incoraggiare la formazione stellare, in un feedback positivo, piuttosto che sopprimerla.

Implicazioni per la formazione delle galassie

Tuttavia, questa relazione simbiotica tra buchi neri e formazione stellare non dura per sempre. Nel corso del tempo, man mano che i buchi neri crescono e consumano materia a un ritmo rapido, esauriscono le riserve di gas della galassia che li ospita. Questo consumo eccessivo si traduce in meno materiale disponibile per la formazione di nuove stelle, segnando una transizione verso un feedback negativo.

I potenti venti e i getti dei buchi neri, che in precedenza aiutavano a comprimere il gas per formare le stelle, ora disperdono lo stesso gas, impedendogli di condensarsi in nuove stelle. Questa inversione del feedback, da positivo a negativo, segna un punto di svolta nella vita della galassia, poiché il ruolo dei buchi neri cambia da facilitare la creazione stellare a sopprimerla.

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Basandosi sull’analisi degli spettri luminosi e delle firme chimiche delle galassie osservate, il team ha stabilito che questo perno cruciale si è verificato circa 13 miliardi di anni fa, un miliardo di anni dopo il Big Bang. Questa scoperta evidenzia l’importanza dell’osservazione mirata dell’universo primordiale, al fine di migliorare la nostra comprensione delle galassie in termini di struttura, composizione e attività.

Per supportare questa ipotesi sulla coevoluzione dei buchi neri e delle stelle, sono necessarie simulazioni computerizzate avanzate. Tuttavia, Begelman e Silk, consapevoli delle sfide future, rimangono ottimisti riguardo alla futura validazione del loro modello da parte della comunità scientifica. Si aspettano che i progressi tecnologici e le future osservazioni del JWST consentiranno di esplorare ulteriormente questa audace ipotesi.

fonte : Lettere del diario astrofisico

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