Quanto possono crescere i buchi neri ultramassicci? La scienza ora ha la risposta

Nel cuore delle grandi galassie risiedono i buchi neri supermassicci , strutture colossali con masse che raggiungono milioni o miliardi di volte quella del nostro Sole . Tuttavia, esistono buchi neri che spingono ulteriormente i confini della massa e della grandezza, classificati come buchi neri ultramassicci . Questi giganti dell’universo, con masse superiori a 10 miliardi di masse solari , rappresentano alcune delle entità più enigmatiche e titaniche conosciute.

Il buco nero ultramassiccio più imponente attualmente scoperto è Phoenix A , situato al centro dell’ ammasso della Fenice , distante 5,8 miliardi di anni luce dalla Terra . Questo buco nero possiede una massa stimata intorno a 100 miliardi di masse solari , rendendolo il più grande mai osservato. Un altro colosso cosmico, Tonantzintla 618 (Ton 618) , si trova a circa un miliardo di anni luce e ha una massa di circa 66 miliardi di masse solari .

Questi numeri straordinari sollevano una domanda fondamentale: esiste un limite alla dimensione di un buco nero? Secondo le attuali teorie astrofisiche, sembra che la risposta sia sì.

La crescita di questi giganti cosmici è strettamente legata all’ambiente in cui si trovano. I buchi neri ultramassicci sono spesso ospitati al centro delle Galassie Centrali Più Luminose (BCGs) , situate nei nuclei degli ammassi galattici. Queste galassie, caratterizzate da una straordinaria luminosità e densità stellare, forniscono il “carburante” necessario per alimentare i buchi neri, ovvero il gas e la materia che orbitano nelle loro vicinanze.

Secondo Priyamvada Natarajan , astrofisica dell’ Università di Yale , esiste una correlazione tra la massa di un buco nero e la quantità di stelle nella sua galassia ospite. Questo legame suggerisce che i processi di crescita dei buchi neri e la formazione stellare siano interconnessi. Tuttavia, la crescita dei buchi neri non è illimitata: meccanismi di feedback naturale agiscono per stabilire un tetto massimo alla loro massa.

Quando il gas viene attratto verso il buco nero per alimentarne la crescita, non tutto viene assorbito. Una parte significativa viene espulsa attraverso potenti getti astrofisici o “jet”, che possono estendersi per decine di migliaia di anni luce oltre la galassia ospite. Questi getti riscaldano e disperdono il gas circostante, impedendo non solo l’ulteriore accrescimento del buco nero, ma anche la formazione di nuove stelle nelle regioni centrali della galassia.

Questo processo, noto come feedback astrofisico , crea un ciclo auto-limitante. Con meno gas disponibile per alimentare il buco nero, la sua crescita rallenta e si avvicina a un limite massimo. Secondo gli studi condotti da Natarajan e colleghi, questo limite potrebbe essere di circa 100 miliardi di masse solari , una soglia che renderebbe Phoenix A il più grande buco nero possibile secondo le attuali conoscenze scientifiche.

I buchi neri ultramassicci come Phoenix A e Ton 618 non sono solo curiosità cosmiche, ma anche elementi chiave per comprendere l’evoluzione dell’universo. Queste enormi entità influenzano profondamente le loro galassie ospiti, determinando la formazione stellare, la distribuzione del gas e persino l’interazione tra galassie all’interno di un ammasso.

La ricerca continua, combinando dati da osservatori avanzati come il Telescopio Spaziale James Webb (JWST) e il satellite Euclid , per mappare e studiare in dettaglio questi giganti cosmici. Grazie a queste tecnologie, gli scienziati sperano di rispondere a domande fondamentali sull’origine e sull’evoluzione dei buchi neri più massicci dell’universo.