Il Telescopio Spaziale James Webb (JWST) ha fornito un contributo straordinario alla comprensione dell’evoluzione galattica grazie a uno studio condotto sul protocluster Spiderweb, situato a circa 11 miliardi di anni luce dal nostro pianeta. Questo gruppo di galassie, tra i più esaminati dagli scienziati, offre informazioni preziose su come le galassie si sono formate e trasformate nei primi miliardi di anni dopo il Big Bang.
Osservazioni e risultati chiave con la NIRCam del JWST
Utilizzando la Near Infrared Camera (NIRCam) del JWST, gli scienziati hanno analizzato 19 galassie nel protocluster. I dati raccolti hanno rivelato che le galassie che ospitano buchi neri supermassicci mostrano tassi di formazione stellare nettamente inferiori rispetto a quelle senza buchi neri attivi. Questo fenomeno potrebbe rappresentare un elemento cruciale per colmare le lacune nella comprensione del declino della formazione stellare nelle galassie massicce.
Il team di ricerca, guidato da Rhythm Shimakawa dell’Università Waseda in Giappone, ha prodotto mappe ad alta risoluzione delle linee di ricombinazione dell’idrogeno, un indicatore diretto dell’attività di formazione stellare. Queste mappe hanno mostrato che le galassie più massicce con buchi neri attivi non presentano segni di nascita stellare, a differenza di quelle meno influenzate dai buchi neri.
Il processo della formazione stellare e l’interazione con i buchi neri
Le stelle si formano dal collasso gravitazionale di enormi nuvole di gas idrogeno freddo. Questo processo, una volta raggiunta una sufficiente densità e temperatura, innesca la fusione nucleare e dà vita alle stelle. Tuttavia, quando sono presenti buchi neri supermassicci, essi possono alterare questo equilibrio sottraendo gas alle galassie ospiti attraverso potenti venti e radiazioni.
Gli scienziati hanno confrontato otto galassie con buchi neri attivi con altre undici caratterizzate da buchi neri più piccoli. Hanno osservato che, contrariamente alle aspettative, alcune galassie giovani mostrano segni di esaurimento del gas già dopo un miliardo di anni, un periodo troppo breve per attribuire il fenomeno al solo consumo naturale del gas disponibile. Si sospetta quindi che i buchi neri siano responsabili di questo precoce esaurimento.
Connessioni con altre osservazioni e il ruolo delle fusioni galattiche
Le osservazioni combinate con i dati raccolti dall’osservatorio Chandra X-ray confermano che i buchi neri supermassicci nelle grandi galassie ellittiche, che rappresentano la fase finale dell’evoluzione galattica, sono il risultato di ripetute fusioni con altri buchi neri centrali. Durante questi eventi, i buchi neri crescono in massa fino a milioni di volte quella del Sole, aumentando la loro capacità di sottrarre gas alle galassie ospiti.
Questa dinamica appare particolarmente evidente nel protocluster Spiderweb, che rappresenta un laboratorio naturale per lo studio dell’evoluzione galattica. Grazie alla sua distanza, esso ci appare come era circa 3 miliardi di anni dopo il Big Bang, fornendo un’opportunità unica per osservare le prime fasi dell’universo.
I risultati di questo studio, pubblicati sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, rappresentano un passo avanti significativo nella comprensione dei complessi meccanismi che regolano la formazione stellare e il ruolo dei buchi neri nella storia evolutiva delle galassie.
Segui il nostro feed
