Le galassie non sono sparse casualmente nell’universo. Si riuniscono non solo in ammassi, ma in vaste strutture filamentose interconnesse con giganteschi vuoti aridi in mezzo. Questa “rete cosmica” è inizialmente tenue ed è diventata più distinta nel tempo man mano che la gravità ha unito la materia. Gli astronomi che utilizzano il James Webb Space Telescope della NASA hanno scoperto una disposizione filiforme di 10 galassie che esisteva solo 830 milioni di anni dopo il Big Bang. La struttura lunga 3 milioni di anni luce è ancorata da un quasar luminoso, una galassia con un buco nero supermassiccio attivo al centro. Il team ritiene che il filamento alla fine si evolverà in un enorme ammasso di galassie, molto simile al noto Coma Cluster nell’universo vicino.
“Sono rimasto sorpreso da quanto è lungo e stretto questo filamento”, ha detto Xiaohui Fan, dell’Università dell’Arizona a Tucson e membro del team. “Mi aspettavo di trovare qualcosa, ma non mi aspettavo una struttura così lunga e nettamente sottile”. “Questa è una delle prime strutture filamentose che sono mai state trovate associate a un quasar distante“, ha aggiunto Feige Wang dell’Università dell’Arizona a Tucson, principale ricercatore di questo programma.
Questa scoperta fa parte del progetto ASPIRE, il cui obiettivo principale è studiare gli ambienti cosmici dei primi buchi neri. In totale, il programma osserverà 25 quasar esistiti entro il primo miliardo di anni dopo il Big Bang, un tempo noto come Epoca della Reionizzazione. “Gli ultimi due decenni di ricerca sulla cosmologia ci hanno fornito una solida comprensione di come la rete cosmica si forma e si evolve. ASPIRE mira a capire come incorporare l’emergere dei primi buchi neri massicci nella nostra storia attuale della formazione della struttura cosmica”, ha spiegato Joseph Hennawi dell’Università della California, Santa Barbara, e membro del team.
Mostri in crescita
Un’altra parte dello studio indaga le proprietà di otto quasar nell’universo giovane. Il team ha confermato che i loro buchi neri centrali, esistiti meno di un miliardo di anni dopo il Big Bang, hanno una massa compresa tra 600 milioni e 2 miliardi di volte la massa del nostro Sole. Gli astronomi continuano a cercare prove per spiegare come questi buchi neri possano crescere così velocemente.
“Per formare questi buchi neri supermassicci in così poco tempo, devono essere soddisfatti due criteri. Innanzitutto, deve iniziare a crescere da un enorme buco nero “seme”. In secondo luogo, anche se questo seme inizia con una massa equivalente a mille Soli, deve comunque accumulare un milione di volte più materia alla velocità massima possibile per tutta la sua vita”, ha spiegato Wang. “Queste osservazioni senza precedenti stanno fornendo importanti indizi su come vengono assemblati i buchi neri. Abbiamo appreso che questi buchi neri si trovano in giovani galassie massicce che forniscono il serbatoio di carburante per la loro crescita“, ha affermato Jinyi Yang dell’Università dell’Arizona, che sta conducendo lo studio dei buchi neri con ASPIRE.
Webb ha anche fornito la migliore prova di come i primi buchi neri supermassicci regolano potenzialmente la formazione di stelle nelle loro galassie. Mentre i buchi neri supermassicci accrescono la materia, possono anche alimentare enormi deflussi di materiale. Questi venti possono estendersi ben oltre il buco nero stesso, su scala galattica, e possono avere un impatto significativo sulla formazione delle stelle. “I forti venti dei buchi neri possono sopprimere la formazione di stelle nella galassia ospite. Tali venti sono stati osservati nell’universo vicino ma non sono mai stati osservati direttamente nell’Epoca della Reionizzazione”, ha detto Yang. “La portata del vento è correlata alla struttura del quasar. Nelle osservazioni di Webb, stiamo vedendo che tali venti esistevano nell’universo primordiale”.
Questi risultati sono stati pubblicati in due articoli su The Astrophysical Journal Letters.
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