Black hole stars: James Webb trova le prove più forti finora

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• GLIMPSE-17775 sotto la macchina fotografica del James Webb
• Spettro ricco: perché la “foresta di ferro” è significativa
• Perché i little red dots appaiono deboli nei raggi X
• Impatto sulle teorie di formazione delle prime galassie
• Metodi usati: telescopi, archivi e lente gravitazionale
• Domande aperte e osservazioni future da monitorare

Il telescopio James Webb ha cambiato la vista del cosmo primordiale e con essa anche alcune certezze. Tra le sorprese emerse dal 2022 ci sono i cosiddetti “little red dots”: piccoli punti rossi estremamente luminosi nelle prime ere dell’Universo. Un nuovo studio guidato da Vasily Kokorev dell’Università del Texas ad Austin porta nuove prove che aiutano a decifrare questi oggetti enigmatici.

GLIMPSE-17775 sotto la macchina fotografica del James Webb

Il soggetto chiave dello studio è GLIMPSE-17775. Osservato com’era circa 1,8 miliardi di anni dopo il Big Bang, è stato fotografato con lo spettro più profondo mai ottenuto per un little red dot.

La combinazione di sensibilità del Webb e di un effetto di lente gravitazionale ha aumentato la luce dell’oggetto. Questo ha permesso di vedere dettagli che altrimenti sarebbero rimasti nascosti.

Spettro ricco: perché la “foresta di ferro” è significativa

Lo spettro di GLIMPSE-17775 mostra oltre 40 righe spettrali. Tra queste emergono molte firme metalliche e caratteristiche che non coincidono con una semplice nube di gas freddo.

• Presenza di numerose linee del ferro, indicate come una vera e propria “foresta di ferro”.
• Rilevazioni di ossigeno ed elio con profili compatibili con regioni molto dense.
• Segnali energetici che suggeriscono una sorgente estremamente potente alle spalle dell’emissione osservata.

Questi elementi portano il team a proporre che GLIMPSE-17775 sia un buco nero supermassiccio in rapida crescita avvolto da un involucro denso e parzialmente ionizzato. In altre parole, il modello BH* (Black Hole Star) torna a essere una spiegazione plausibile.

Perché i little red dots appaiono deboli nei raggi X

Una caratteristica curiosa dei little red dots è la scarsità di emissione nei raggi X rispetto alle attese per nuclei molto accreenti.

• Un denso bozzolo di gas può assorbire i raggi X prodotti vicino al buco nero.
• L’involucro riduce la quantità di radiazione che raggiunge i nostri telescopi.
• Questo spiega l’apparente discrepanza tra luminosità ottica/infrarossa e quella a raggi X.

Questa spiegazione risulta coerente con le firme spettrali viste nello spettro profondo di GLIMPSE-17775.

Impatto sulle teorie di formazione delle prime galassie

Quando i little red dots furono scoperti, alcuni interpretarono la loro luminosità come prova di galassie già molto ricche di stelle. Quel risultato sfidava i modelli standard di formazione galattica.

Lo studio attuale propone un’alternativa: gran parte della luce osservata potrebbe provenire dal buco nero e dal gas circostante, non dalle stelle. Se questa ipotesi è corretta, non è necessario supporre una crescita stellare straordinariamente rapida nelle prime galassie.

In sintesi, il modello BH* riduce la tensione tra osservazioni e simulazioni cosmologiche, pur lasciando spazio a scenari alternativi.

Metodi usati: telescopi, archivi e lente gravitazionale

Per costruire il quadro i ricercatori hanno integrato diverse risorse osservative.

• Osservazioni ad altissima sensibilità del James Webb che hanno raccolto lo spettro più dettagliato.
• Dati storici del telescopio Hubble per mappare la galassia ospite e l’ambiente circostante.
• Amplificazione dovuta a una lente gravitazionale prodotta da un ammasso di galassie lungo la linea di vista.

La presenza di una galassia ospite estesa, visibile nelle immagini d’archivio, supporta l’idea di un nucleo attivo racchiuso in una struttura complessa.

Domande aperte e osservazioni future da monitorare

Nonostante i risultati, la questione resta aperta. GLIMPSE-17775 è finora uno dei casi più convincenti a favore del modello BH*, ma servono altre conferme.

1. Confermare se altri little red dots mostrano lo stesso mix di linee spettrali.
2. Misurare l’assorbimento dei raggi X in un campione più ampio.
3. Studiare l’evoluzione delle galassie ospiti con osservazioni multiwavelength.

I prossimi cicli di osservazione del James Webb e studi combinati con altri telescopi saranno cruciali per stabilire se questi punti rossi rappresentano una fase della crescita dei primi buchi neri supermassicci.