Il James Webb Space Telescope (JWST) ha fornito l’immagine più chiara finora della regione che circonda un buco nero supermassiccio, risolvendo un dibattito vecchio di decenni su ciò che causa l’insolita luminosità infrarossa vicino a questi motori galattici. Nuovi dati provenienti da JWST confermano che questa luce in eccesso non proviene dal materiale espulso dal buco nero, ma dalla polvere e dal gas che cadono attivamente al suo interno. Questa scoperta affina la nostra comprensione di come crescono i buchi neri e di come influenzano le galassie in cui vivono.
Il puzzle delle emissioni infrarosse
Per oltre 20 anni, gli astronomi hanno osservato un inaspettato surplus di radiazione infrarossa attorno ai buchi neri supermassicci (SMBH) nelle galassie attive. La teoria prevalente suggeriva che questa luminosità avesse origine da deflussi surriscaldati – flussi di materia espulsi dalle immediate vicinanze del buco nero. Tuttavia, questa spiegazione non ha mai corrisposto completamente alle osservazioni.
La svolta di JWST nella galassia Circinus
Uno studio recente, pubblicato su Nature Communications, ha utilizzato JWST per esaminare la galassia Circinus, situata a 13 milioni di anni luce dalla Terra. Combinando le immagini nitide di JWST con le osservazioni da terra, i ricercatori hanno scoperto che circa l’87% delle emissioni infrarosse in eccesso provengono dal disco di materiale che si muove a spirale nell’SMBH. Questo disco, noto come disco di accrescimento, si forma quando gas e polvere cadono verso il buco nero, riscaldati a temperature estreme dalle forze gravitazionali.
Il team ha utilizzato l’interferometro di mascheramento dell’apertura (AMI) di JWST per raddoppiare efficacemente la risoluzione del telescopio, consentendo una chiarezza senza precedenti. Come spiegato da Joel Sanchez-Bermudez, astrofisico dell’Università Nazionale del Messico, ciò equivale a osservare con un telescopio da 13 metri invece che con la dimensione standard di 6,5 metri di Webb.
Buchi neri: ciambelle, dischi e dinamiche
I buchi neri attivi si nutrono di un anello di gas e polvere che ricorda una ciambella (chiamato toro). Quando la materia cade nel buco nero, forma un disco di accrescimento più sottile e rotante più velocemente. L’attrito all’interno di questo disco genera calore e luce intensi, oscurando il buco nero stesso.
I buchi neri non consumano tutto; espellono anche parte della materia sotto forma di getti o venti. Comprendere l’interazione tra questi afflussi e deflussi è fondamentale per determinare il modo in cui i buchi neri accumulano materia, influenzano la formazione stellare e, in definitiva, modellano le galassie che li ospitano.
Implicazioni e ricerca futura
I risultati del JWST eliminano un’incertezza di lunga data sulla fonte delle emissioni infrarosse. Evidenzia inoltre il potere dell’interferometria per lo studio di questi ambienti estremi. I ricercatori applicheranno ora questa tecnica ad altri SMBH attivi, cercando di determinare se la dominanza delle emissioni guidate dal disco è universale.
Le future osservazioni cercheranno di confermare se questo processo di accrescimento stia sopprimendo la formazione stellare nella regione centrale di Circinus. Questa ricerca dimostra la capacità unica di JWST di risolvere dettagli mai visti prima negli ambienti più estremi dell’universo.
La scoperta segna un significativo passo avanti nella comprensione delle complesse dinamiche dei buchi neri e del loro ruolo nell’evoluzione galattica.
