I buchi neri erano molto comuni all'alba dell'Universo

Confrontando la stessa regione del cielo vista alle lunghezze d'onda dell'infrarosso e dei raggi-X, un team di ricercatori ha scoperto una vasta popolazione di buchi neri che accompagnava le prime stelle dell'Universo.
Grazie alle osservazioni raccolte dai telescopi spaziali statunitensi Chandra e Spitzer, gli astronomi sono stati in grado di concludere che una ogni cinque sorgenti infrarosse è un buco nero.

«I nostri risultati indicano che i buchi neri sono responsabili di almeno il 20% della radiazione cosmica di fondo infrarossa, il che indica intense attività dei buchi neri alimentati da gas durante l'epoca delle prime stelle», spiega Alexander Kashlinsky della NASA.
La radiazione di fondo infrarossa (CIB) è la luce proveniente dal periodo durante il quale stavano emergendo le prime strutture dell'Universo. Secondo le teorie attuali, questa emissione potrebbe essere sorta da amassi di stelle massicce appartenenti alle prime generazioni stellari, ma anche da buchi neri, che producono grandi quantità di energia mentre accumulano gas.
Purtroppo, le tecnologie attuali non ci permettono di osservare questi antichissimi oggetti come sorgenti distinte, ma possiamo comunque osservare la loro emissione totale, che ha viaggiato per miliardi di anni luce. Studiando questa radiazione, gli astronomi possono capire il contributo delle stelle e dei buchi neri in queste prime fasi del nostro Universo, ossia durante la formazione delle prime galassie nane, che si sarebbero poi scontrate e fuse dando vita a gigantesche isole di stelle, come la nostra Via Lattea.
«Volevamo capire la natura delle sorgenti di quest'epoca, quindi ho suggerito di esaminare i dati di Chandra per cercare eventuali emissioni a raggi-X associate a punti luminosi nella radiazione CIB», spiega Guenther Hasinger dell'Università delle Hawaii a Honolulu.
Hasinger e il suo team hanno presentato i dati da loro ottenuti durante il 222esimo meeting dell'American Astronomical Society.
Questi risultati sono il frutto di molti anni di ricerca: il team ha infatti iniziato a lavorare su questo studio nel 2005, quando Kashlinsky e il suo team osservarono un debole bagliore di sottofondo nelle immagini di Spitzer. Il bagliore divenne più ovvio in seguito a vari studi dello stesso team effettuati nel 2007 e nel 2012. Quest'ultimo lavoro si è concentrato su una stretta fascia di cielo alla quale sono state sottratte tutte le galassie e le stelle note, lasciando un debole e irregolare bagliore di sottofondo. Nonostante non ci sia nessuna prova che questo bagliore sia estremamente distante, numerosi indizi hanno portato gli scienziati a pensare che provenga da miliardi di anni luce di distanza.
Nel 2007, Chandra aveva studiato approfonditamente questa piccola fascia, raccogliendo un debole e diffuso bagliore di raggi-X che è oggi conosciuto come radiazione cosmica di sottofondo a raggi-X, o CXB.
«Queste analisi ci hanno tenuti occupati per circa cinque anni e i risultati sono stati una grande sorpresa per noi», ha spiegato Nico Cappelluti dell'INAF di Bologna.
Continuando a studiare le osservazioni di Spitzer e Chandra, gli astronomi potranno perfezionare il censimento delle sorgenti luminose all'alba dell'Universo.
«È un risultato interessante e sorprendente e potrebbe permetterci di dare una prima occhiata all'era in cui è iniziata la formazione galattica nell'Universo», ha aggiunto Harvey Moseley. «È essenziale per noi continuare a lavorarci su e confermare i risultati».

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Karen Teramura, UHIfA

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