Molto probabilmente, l'ultima immagine che viene in mente quando si pensa ai buchi neri è che devono essere nutriti, coccolati e protetti da giovani. Ma una nuova ricerca rivela che i primi grandi buchi neri nell'universo probabilmente si sono formati e sono cresciuti in profondità all'interno di giganteschi bozzoli simili a stelle che hanno soffocato la loro potente radiazione a raggi X e hanno impedito che i gas circostanti venissero spazzati via.
"Fino a poco tempo fa, molti pensavano che i buchi neri supermassicci iniziassero dalla fusione di numerosi piccoli buchi neri nell'universo", ha affermato Mitchell Begelman, dell'Università del Colorado-Boulder. "Questo nuovo modello di sviluppo del buco nero indica una possibile via alternativa alla loro formazione."
Si ritiene che i normali buchi neri siano resti di stelle leggermente più grandi del nostro sole che hanno consumato il loro combustibile e sono morti.
Ma i primi grandi buchi neri probabilmente si formarono da stelle molto grandi che si formarono all'inizio dell'Universo, probabilmente entro le prime centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang. Il processo unico di queste grandi stelle che diventano buchi neri include la formazione di un bozzolo protettivo, fatto di gas.
"La novità qui è che riteniamo di aver trovato un nuovo meccanismo per formare queste gigantesche stelle supermassicci, che ci offre un nuovo modo di capire come i grandi buchi neri possano essersi formati relativamente velocemente", ha detto Begelman.
Queste prime stelle supermassicci sarebbero cresciute a dimensioni enormi - fino a decine di milioni di volte la massa del nostro sole - e sarebbero state di breve durata, con il suo nucleo che sarebbe crollato in pochi milioni di anni.
Il requisito principale per la formazione di stelle supermassicci è l'accumulo di materia ad una velocità di circa una massa solare all'anno, ha detto Begelman. A causa dell'enorme quantità di materia consumata dalle stelle supermassicci, i successivi buchi neri che si sono formati nei loro centri potrebbero essere iniziati molto più grandi dei normali buchi neri.
Begelman disse che le stelle supermassicci che bruciavano idrogeno avrebbero dovuto essere stabilizzate dalla loro stessa rotazione o da qualche altra forma di energia come campi magnetici o turbolenze per facilitare la rapida crescita dei buchi neri nei loro centri.
Dopo la formazione dei buchi neri del seme, il processo è entrato nella sua seconda fase, che Begelman ha soprannominato la fase "quasistar". In questa fase, i buchi neri sono cresciuti rapidamente inghiottendo la materia dall'involucro gonfio di gas che li circonda, che alla fine si è gonfiato a una dimensione grande come il sistema solare terrestre e si è raffreddato allo stesso tempo, ha detto.
Una volta che i quasistar si sono raffreddati oltre un certo punto, le radiazioni hanno iniziato a fuoriuscire a un ritmo così elevato da causare la dispersione dell'inviluppo di gas e lasciare buchi neri fino a 10.000 volte o più la massa del sole della Terra. Con un vantaggio così grande sui normali buchi neri, avrebbero potuto diventare buchi neri supermassicci milioni o miliardi di volte la massa del sole o divorando gas dalle galassie circostanti o fondendosi con altri buchi neri in collisioni galattiche estremamente violente.
Begelman ha detto che i grandi buchi neri formati dalle prime stelle supermassive avrebbero potuto avere un enorme impatto sull'evoluzione dell'universo, inclusa la formazione di galassie, probabilmente producendo quasar - i centri molto luminosi ed energici di galassie distanti che possono essere mille miliardi di volte più luminosi del nostro sole.
Il documento di Begelman sarà pubblicato negli Avvisi mensili della Royal Astronomical Society.
Fonte: EurekAlert
