James Webb scopre quasar imprevisti

Un quasar è una regione estremamente luminosa che si trova al centro di una galassia. Alimentata da un buco nero supermassiccio che attira gas e polvere, spesso risulta tra gli oggetti più luminosi dell'Universo in virtù dell'immensa quantità di energia prodotta proprio dai buchi neri che li nutrono. I quasar sono presenti nel cosmo a partire da alcune centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang e questo ha da sempre sollevato la questione su come siano diventati così massici e luminosi in un lasso di tempo cosmico così breve. L'ipotesi sostenuta dai più vuole che i primi quasar si siano formati in aree di materia primordiale molto densa. Che abbiano anche probabilmente dato origine a galassie piccole ma molto vicine tra loro con grandi quantità di polveri, gas e stelle in grado di alimentari i buchi neri. Un recente studio condotto dal MIT, tuttavia, ha rivelato che alcuni di questi antichi quasar sembrano esistere in luoghi isolati, dove non risulterebbero densi ambienti galattici.. Il telescopio Webb entra in azione. A questa scoperta gli astronomi sono arrivati utilizzando il telescopio spaziale James Webb della NASA per guardare indietro nel tempo, a più di 13 miliardi di anni, dove vi sono cinque quasar molto antichi già noti. Hanno trovato una sorprendente varietà nei loro "quartieri" o "campi di quasar" (aree dominate dalla gravità del quasar). Mentre alcuni risiedono in campi molto affollati con più di 50 galassie vicine, come prevedono i modelli, altri sembrano vagare nel vuoto, con solo poche galassie nelle loro vicinanze. Questi quasar solitari stanno mettendo alla prova gli astrofisici nel cercare di dare una risposta su come oggetti così luminosi possano essersi formati così presto nell'Universo, senza una fonte significativa di materia circostante che alimentasse la crescita del loro buco nero. . L'isolamento degli antichi quasar. «Contrariamente a quanto si credeva in precedenza, si è scoperto che quasar antichissimi non si trovano necessariamente in quelle regioni a più alta densità dell'Universo primordiale», afferma Anna-Christina Eilers, del MIT che prosegue: «Alcuni di loro sembrano essere nel bel mezzo del nulla. È difficile spiegare come siano potuti crescere così tanto se sembrano non avere nulla di cui nutrirsi». In realtà esiste la possibilità che questi quasar non siano così solitari come sembrano, ma siano invece circondati da galassie pesantemente avvolte da polvere e quindi nascoste alla vista. Eilers e i suoi colleghi sperano di osservare l'esistenza di quelle polveri ipotizzate e di guardare al loro interno al fine di verificare tale ipotesi. . I quasar del mistero. I cinque quasar appena osservati – il cui studio è stato descritto in un articolo pubblicato su Astrophysical Journal - sono tra i più antichi osservati fino ad oggi e si pensa che si siano formati tra 600 e 700 milioni di anni dopo il Big Bang. I buchi neri supermassicci che alimentano i quasar sono un miliardo di volte più massicci del Sole e un trilione di volte più luminosi. Eilers ha analizzato le immagini dei cinque quasar antichi scattate da JWST tra agosto 2022 e giugno 2023. Ha ottenuto misurazioni della luce in diverse lunghezze d'onda per ciascun quasar che ha poi elaborato al fine di determinare la reale sorgente di tale energia: se una o più galassie vicine fossero in qualche modo in rapporto con il quasar. «Abbiamo scoperto che arrivava dal quasar e che l'unica differenza tra i cinque è che i loro ambienti sembrano diversi» ha spiegato Eilers. «Per esempio, uno dei quasar ha quasi 50 galassie attorno a sé, mentre un altro ne ha solo due. Tutti e cinque possiedono stesse dimensioni, volume e luminosità. È stato davvero sorprendente constatare tutto ciò".. Sfida al Modello Standard. La disparità nei campi dei quasar porta ad un'incongruenza nelle teorie finora formulate riguardo alla crescita dei buchi neri e alla formazione delle galassie. Secondo la migliore comprensione dei fisici su come sono emersi i primi oggetti nell'Universo, una rete cosmica di "materia oscura" avrebbe avuto un ruolo fondamentale. Per materia oscura si intende quella forma di materia ancora sconosciuta che sembra non avere alcuna interazione con l'ambiente circostante se non attraverso la gravità. Poco dopo il Big Bang, si pensa che l'Universo primordiale abbia formato filamenti di materia oscura che hanno agito come una sorta di strada gravitazionale, attraendo gas e polvere lungo la sua strada. Nelle regioni eccessivamente dense di questa ragnatela, la materia si sarebbe accumulata per formare oggetti più massicci, come i quasar. Questi si sarebbero formati nelle regioni a più alta densità della ragnatela, che avrebbero anche prodotto molte altre galassie più piccole. «La rete cosmica di materia oscura è una solida previsione del nostro modello cosmologico dell'Universo e può essere descritta in dettaglio usando simulazioni numeriche», afferma il coautore Elia Pizzati, dell'Università di Leida. «Confrontando le nostre osservazioni con queste simulazioni, possiamo determinare dove si trovano i quasar nella rete cosmica». . LA DOMANDA A CUI RISPONDERE. Gli scienziati stimano che i quasar abbiano dovuto crescere ininterrottamente con tassi di accrescimento molto elevati per raggiungere la massa e la luminosità estreme che avevano all'epoca in cui gli astronomi li hanno osservati, e cioè meno di un miliardo di anni dopo il Big Bang. «Ora la domanda principale a cui stiamo cercando di rispondere è: come si formano questi buchi neri da miliardi di masse solari in un momento in cui l'Universo era ancora molto, molto giovane?», ​​afferma Eilers. Alcuni quasar possono essere spiegati grazie al fatto che si trovano vicino ad aree di grande densità di materia, ma come spiegare quelli che si osservano dove esiste quasi il nulla? «I nostri risultati mostrano che manca ancora un pezzo significativo del puzzle su come crescono questi buchi neri supermassicci», afferma Eilers. «Se non c'è abbastanza materiale in giro perché alcuni quasar siano in grado di crescere in modo continuo, significa che deve esserci un altro modo con cui possono crescere, che dobbiamo ancora capire»..