Il Telescopio Spaziale James Webb (JWST) ha recentemente catturato immagini di oggetti insoliti nell’universo primordiale, descritti come “piccoli punti rossi”. Questi corpi rossi nascondono stelle che, secondo i modelli, sono “troppo vecchie” per essere esistite in epoche cosmiche così remote, e buchi neri che risultano essere fino a migliaia di volte più massicci del buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea.
Questi punti rossi sono stati osservati come apparivano quando l’universo aveva tra i 600 milioni e 800 milioni di anni, una frazione minima dell’età attuale dell’universo, stimata in 13,8 miliardi di anni. Queste scoperte del JWST potrebbero mettere in discussione le attuali conoscenze sull’evoluzione delle galassie e dei buchi neri supermassicci che si trovano al loro interno.
Il team di ricerca, guidato da scienziati della Penn State University, ha esaminato questi oggetti utilizzando lo strumento Near Infrared Spectrograph (NIRSpec) del JWST, nell’ambito dell’indagine RUBIES. L’analisi dell’intensità delle diverse lunghezze d’onda della luce proveniente dai punti rossi ha rivelato che le stelle sono centinaia di milioni di anni più vecchie di quanto ci si aspetterebbe in questa fase cosmica.
Inoltre, sono state rilevate tracce di buchi neri supermassicci nelle regioni dei punti rossi con masse equivalenti a milioni, a volte miliardi, di soli. Questi buchi neri sono tra 100 e 1.000 volte più massicci di Sagittarius A (Sgr A), il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea.
Queste scoperte non sono previste dagli attuali modelli di evoluzione cosmica, crescita delle galassie o formazione di buchi neri supermassicci, che suggeriscono che galassie e buchi neri supermassicci crescono in parallelo, ma questo sviluppo richiede miliardi di anni.
I ricercatori hanno confermato che questi oggetti sembrano essere pieni di stelle antiche in un universo molto giovane, segnando il record per le firme più precoci di luce stellare antica. Questo risultato era totalmente inaspettato e non si adatta comodamente ai modelli standard di cosmologia e formazione galattica.
Le indagini più approfondite hanno confermato che questi oggetti sono galassie esistite circa 13,5 miliardi di anni fa, alimentate da buchi neri supermassicci “sovracresciuti” e stelle “impossibilmente vecchie”. Queste galassie potrebbero essere insolitamente vecchie e più massicce della Via Lattea, essendosi formate molto prima di quanto previsto dai modelli, o avere una quantità normale di massa ma buchi neri eccessivamente massicci.
Distinguere tra la luce proveniente dal materiale che cade in un buco nero e quella emessa dalle stelle in questi piccoli oggetti distanti è complicato. Questa difficoltà lascia ampio spazio all’interpretazione di questi oggetti intriganti.
Le regioni alimentate da buchi neri supermassicci sono note come quasar, e le aree delle loro galassie in cui si trovano sono chiamate nuclei galattici attivi (AGN). I quasar trovati nei punti rossi potrebbero differire da altri quasar già osservati dal JWST nell’universo primordiale, in particolare per la loro produzione di luce ultravioletta superiore alle aspettative.
Il team intende proseguire le osservazioni di questi misteriosi punti rossi per comprendere meglio i loro misteri, ottenendo spettri di emissione più dettagliati puntando il JWST sugli oggetti rossi per periodi prolungati. Questo potrebbe aiutare a svelare i contributi delle stelle antiche e dei buchi neri supermassicci nelle galassie.
La ricerca del team è stata pubblicata il 26 giugno sulla rivista Astrophysical Journal Letters.