Utilizzando il James Webb Space Telescope (JWST), gli astronomi hanno individuato il primo potente vento “delle dimensioni di una galassia” che soffia da un quasar supermassiccio alimentato da un buco nero. Il potente vento sta spingendo gas e polvere dalla sua galassia a velocità incredibili, uccidendo la nascita delle stelle nella galassia ospite.
Questo quasardesignato J1007+2115, è così distante che sembra com’era appena 700 milioni di anni dopo il Big Bang – Quando l’universo di 13,8 miliardi di anni era appena intorno al 5% della sua età attuale. Anche se questo rende J1007+2115 solo il terzo quasar più antico mai visto, è il primo mai osservato da cui fluisce un vento potente, grande quanto una galassia.
Tuttavia, i deflussi di questo quasar non sono notevoli solo per la loro antichità. I venti da J1007+2115 si estendono da buco nero alla fonte per l’incredibile distanza di 7.500 anni luce, che equivalgono a circa 25 sistemi solari allineati fianco a fianco. Il materiale che deviano ogni anno equivale a 300 soli a velocità equivalenti a 6.000 volte la velocità della luce, hanno detto i ricercatori.
“È il terzo quasar più antico e il terzo più distante, alimentato da un buco nero supermassiccio in accrescimento conosciuto oggi”, ha detto a Space.com Weizhe Liu, leader del team di scoperta e ricercatore dell’Università dell’Arizona. “Per quanto ne sappiamo, questa scala galattica vento spinto dai quasar è attualmente il più antico conosciuto.”
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I venti provenienti da questo buco nero supermassiccio centrale potrebbero persino essere abbastanza potenti da “uccidere” la galassia ospite che attraversano a una velocità 6.000 volte superiore a quella del suono, privandola della materia necessaria per far nascere nuove stelle.
Come i buchi neri supermassicci prendono il vento
Tutto grande galassie si ritiene che abbiano al centro un buco nero supermassiccio, con una massa compresa tra milioni e miliardi di volte quella del pianeta il sole. Ma non tutti questi buchi neri alimentano i quasar, le fonti di luce più brillanti del cosmo.
Questo perché alcuni buchi neri supermassicci non sono circondati da grandi quantità di gas e polvere di cui possono nutrirsi. Ad esempio, il buco nero supermassiccio nel cuore della nostra galassia, Sagittario A* (Sgr A*), è silenzioso e buio.
Altri buchi neri supermassicci sono circondati da una grande quantità di materiale che vortica intorno a loro in una nube appiattita chiamata disco di accrescimento che li alimenta gradualmente. L’immensa influenza gravitazionale del buco nero centrale provoca un potente attrito nei dischi di accrescimento, riscaldando questo materiale e facendolo brillare intensamente.
Queste regioni, chiamate nuclei galattici attivi (AGN) sono così luminosi che possono eclissare la luce combinata di ogni stella della galassia che li circonda. Se viste a grandi distanze, queste regioni sono chiamate “quasar”.
La potente radiazione emessa dai dischi di accrescimento ha anche un altro effetto: allontana la materia come gas e polvere dall’area attorno all’AGN. Questi venti quasar possono anche spingere gas e polvere lontano dalla più ampia galassia che ospita i quasar.
Con l’aiuto del JWST, i ricercatori sono stati in grado di vedere che il materiale nei venti del quasar da J1007+2115 viaggia all’incredibile velocità di 4,7 milioni di miglia orarie (7,6 milioni di km/h). Come puoi immaginare, venti così potenti e di vasta portata trasportano una grande quantità di materia. Liu ha detto che i venti quasar provenienti da J1007+2115 trasportano ogni anno materiale con una massa equivalente a 300 soli.
La galassia che ospita J1007+2115 è ricca di gas molecolare denso e polvere blocchi di costruzione delle stellecome visto dal JWST. La galassia forma stelle ogni anno a una velocità compresa tra 80 e 250 masse solari. Ma il la luce proveniente da quella galassia viaggia verso di noi da 13,1 miliardi di anniil che significa che probabilmente ora è molto diverso. In particolare, grazie a questi venti quasar, l’attività degli starburst potrebbe non essere continuata a lungo.
L’eliminazione di gas e polvere attraverso questi venti di quasar interromperà anche la fornitura di cibo per il buco nero supermassiccio che li guida. Ciò significa che anche la crescita del buco nero supermassiccio, con una massa stimata pari a quella di 1 miliardo di soli, potrebbe essere stata arrestata.
“Il vento sta spingendo una grande quantità di gas verso l’esterno”, ha detto Liu. “Ciò potrebbe sopprimere l’attività di formazione stellare della galassia, che ha bisogno di gas per formare le stelle, e anche la crescita dello stesso buco nero supermassiccio, che necessita anch’esso dell’accrescimento di gas”.
Ciò potrebbe significare che questa galassia primordiale è ora a galassia morta e non sta crescendo molto a causa dell’eliminazione del materiale di formazione stellare e della riduzione della nascita delle stelle.
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Il team non ha ancora finito con i venti delle quasar e con lo studio della loro influenza sulle galassie ospiti. Continueranno a dar loro la caccia e potrebbero anche scoprirne altri che esistevano meno di un miliardo di anni dopo il Big Bang.
“Il nostro obiettivo ora è quello di cercare altri venti di questo tipo, guidati dai quasar, su scala galattica
universo molto primordiale e conoscere le loro proprietà come popolazione,” ha concluso Liu.
Una versione prestampata della ricerca del team è presente nell’archivio cartaceo arXiv.
