in foto: Rappresentazione artistica della galassia più luminosa dell'Universo (Image credit: NASA/JPL–Caltech)

I dati raccolti utilizzando il satellite NASA chiamato WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) hanno consentito di individuare una remota galassia che splende come 300 miliardi di soli messi tutti assieme.

La più brillante.

Si tratta della galassia più luminosa mai osservata fino ad oggi, appartenente ad una nuova classe di oggetti recentemente scoperti proprio grazie a WISE: galassie estremamente luminose all’infrarosso chiamate ELIRGs (Extremely Luminous InfraRed Galaxies). Principale autore della scoperta, resa nota attraverso un report apparso su The Astrophysical Journal, è Chao-Wei Tsai del Jet Propulsion Laboratory di Pasadena. È lui a scrivere che «stiamo guardando a una fase molto dell’intensa dell’evoluzione delle galassie» e a spiegare che questa luce abbagliante potrebbe essere determinata dall'attività di accrescimento del buco nero centrale.

Un buco nero gigantesco.

La brillante galassia, il cui identificativo è WISE J224607.57-052635.0, potrebbe avere un cuore formato da un colossale buco nero che sta rapidamente fagocitando gas al suo interno. I buchi neri supermassicci, infatti, prendono gas e materia da un disco di accrescimento che li circonda: questo processo determina l'innalzamento delle temperature per milioni di gradi e l'emissione di elevatissimi livelli di energia, in forma di luce visibile, ultravioletto e raggi X. La luce è bloccata da bozzoli di polveri circostante e questo origina radiazione infrarossa nel momento in cui questo materiale si surriscalda.

Non è insolito riscontrare nella galassie un nucleo formato da un immenso buco nero: l'eccezionalità della scoperta, in questo caso, risiede nel fatto che la galassia in questione sia estremamente distante, una vera rarità nel cosmo. Poiché la luce ha viaggiato 12,5 miliardi di anni per raggiungerci, gli astronomi stanno osservando l'oggetto così come era in un passato molto remoto. E allora il buco nero aveva già una massa superiore di miliardi di volte a quella del nostro Sole, in un'epoca in cui l'universo aveva appena un decimo della sua attuale età di 13,8 miliardi di anni.

Disco di accrescimento di un buco nero in una rappresentazione artistica della NASAin foto: Disco di accrescimento di un buco nero in una rappresentazione artistica della NASA

Così grandi, così inspiegabili (o quasi)

Il nuovo studio delinea tre possibili ipotesi per spiegare come mai i buchi neri degli ELIRGs vengono su così massicci. La prima prevede che essi nascano già grandi, aprendo la strada all'idea che i buchi neri potrebbero essere più grandi di quanto si  pensi già allo stadio embrionale.

Le altre due prevedono il superamento di un limite teorico all'accrescimento dei buchi neri, noto come come limite di Eddington. Quando un buco nero "si nutre" il gas che cade all'interno si riscalda ed origina una radiazione; la pressione della luce, però, allontana il gas, creando un ostacolo alla velocità con cui il buco nero potrebbe attirare la materia circostante. Naturalmente se questi oggetti riuscissero ad infrangere questo limite potrebbero, in linea teorica, aumentare le proprie dimensioni in maniera esponenziale. In effetti, studi precedenti hanno avuto modo di osservare buchi neri che superavano tale limite: l'aspetto singolare, però, sarebbe che in questo caso il vincolo sarebbe stato infranto più e più volte, per portare a tali dimensioni.

In alternativa si può pensare che i buchi neri siano in grado di aggirare questo limite, alimentandosi in maniera più rapida di quanto si pensa sia possibile: e questo, secondo il professor Tsai, può accadere nel caso in cui il buco nero ruota non troppo velocemente. Ad una "lentezza" sufficiente, infatti, potrà evitare di rifiutare il proprio pasto e, alla fine, avrà accumulato più materia di un buco nero più veloce. Per far comprendere meglio il concetto, il coautore dello studio Andrew Blain della britannica University of Leicester ricorre ad un esempio ottimale: I buchi neri massicci delle ELIRGs potrebbero nutrirsi di più materia in un periodo di tempo più lungo. Un po' come vincere una gara di mangiatori di hot-dog lungo un arco di tempo di centinaia di milioni di anni».

Studi sulle ELIRGs.

Per risolvere il mistero ai ricercatori non resta che continuare a raccogliere dati dall'osservazione di queste luminose galassie: prossimo obiettivo del gruppo, infatti, sarà determinare le masse dei diversi buchi neri centrali. Il materiale su cui lavorare c'è, dal momento che il nuovo studio riporta un totale di 20 nuove ELIRGs tra cui troviamo la più luminosa. In passato galassie del genere non erano mai state osservate in primo luogo a causa della loro distanza e, inoltre, perché la polvere trasforma la loro potente luce visibile in una incredibile emissione di luce infrarossa. Oggi sappiamo che conoscere questi oggetti sarà importante per svelare capitoli fondamentali della storia del cosmo.