Una “stella buco nero” potrebbe spiegare uno dei misteri emersi negli ultimi anni dalle immagini catturate del telescopio spaziale James Webb: piccoli puntini rossi, troppo compatti e luminosi per rappresentare strutture cosmologiche tradizionali, sulla cui natura gli astronomi non sono ancora riusciti a mettersi d’accordo. Qualcuno propone che si tratti di galassie estremamente dense, altri che siano nuclei galattici attivi, velati dalla polvere cosmica. Un’ipotesi alternativa arriva da uno studio pubblicato su Astronomy & Astrophysics: i puntini visibili nelle immagini del telescopio Webb potrebbero essere prodotto da buchi neri supermassicci incastonati in un guscio di idrogeno, in qualche modo simili ad enormi stelle.Puntini misteriosiIl mistero è iniziato nell’estate del 2022, a pochi mesi dall’entrata in servizio del telescopio James Webb. Le prime immagini che ha inviato a Terra delle regioni più lontane del nostro universo mostravano infatti dei piccoli puntini rossi, che gli scienziati hanno subito messo in relazione con un qualche nuovo tipo di oggetto astronomico, sfuggito alle lenti del predecessore di Webb, il telescopio Hubble, che non era in grado di mettere a fuoco simili lunghezze d’onda.Le analisi successive hanno rivelato che i nuovi oggetti celesti si trovano in punti dello Spazio estremamente lontani da noi, circa 12 miliardi di anni luce. E che quindi risalgono alle fasi iniziali dell’Universo, non più di 1,8 miliardi di anni dopo il Big Bang. Le caratteristiche di questi oggetti sono quindi state studiate a fondo dagli astronomi, confermando che non sono compatibili con nessuna stella, corpo celeste, o ammasso di stelle noto. Deve quindi trattarsi di un oggetto completamente nuovo. Ed è qui che sono iniziate a fiorire le ipotesi.Ammassi stellari o buchi neriUno dei primi tentativi di spiegazioni formulato dalla comunità scientifica tira in ballo un ipotetico tipo di galassie dalle caratteristiche realmente strane. Regioni di spazio talmente ricche di stelle da risultare estremamente brillanti nonostante i miliardi di anni luce che ci separano, e che risultano tinte di rosso ai nostri telescopi per effetto di una grande quantità di polvere cosmica che le circonda. In questo caso, a rendere poco plausibile l’ipotesi è la quantità di stelle necessarie: dalle nostre parti, entro un anno luce dalla terra esiste una sola stella, il Sole; nello volume di spazio, i piccoli puntini rossi ne dovrebbero contenere invece centinaia di migliaia.Trattandosi di regioni estremamente distanti, e quindi risalenti alle fasi iniziali dell’Universo, non è possibile spiegare una tale abbondanza e densità di materia e di stelle basandosi sui modelli cosmologici attuali. E quindi l’ipotesi, per quanto suggestiva, non è considerata particolarmente plausibile. Per questo una parte della comunità scientifica ha iniziato a preferire una seconda spiegazione: che i puntini rossi siano cioè nuclei galattici attivi, “arrossati” anche in questo caso dalla presenza di polvere.I nuclei galattici attivi sono tra le strutture più luminose dell’Universo, e si ritiene consistano in buchi neri supermassicci circondati da un disco di accrescimento (materia che precipita costantemente al suo interno) che si riscalda per attrito e produce radiazioni elettromagnetiche. Per giustificare le osservazioni del telescopio Webb, i buchi neri in questione dovrebbero essere realmente enormi, e in numero elevatissimo. Un altro particolare che mal si adatta ai modelli cosmologici disponibili. E che lascia pensare a molti astronomi che, anche in questo caso, la spiegazione del mistero andrebbe cercata altrove.La nuova ricercaTra i team interessati a risolvere il mistero c’è quello del programma Rubies (Red Unknowns: Bright Infrared Extragalactic Survey), guidato dall’astronoma Anna de Graaff del Max Planck Institute for Astronomy. Nel loro ultimo lavoro, i ricercatori descrivono i risultati di una campagna di osservazioni effettuata lo scorso anno con lo spettrografo del telescopio James Webb.“In questo dataset abbiamo individuato 35 piccoli puntini rossi, molti dei quali erano già stati osservati utilizzando e immagini rilasciate da Jwst”, racconta Raphael Hviding, del Max Planck Institute for Astronomy. “Quelli che sono risultati nuovi, però, sono anche quelle che si sono rivelati più estremi ed affascinanti”.Uno su tutti, un oggetto battezzato dai ricercatori “The Cliff”, caratterizzato da un repentino e picco nella regione ultravioletta del suo spettro (da qui il nome). Incuriositi, i ricercatori hanno tentato di replicare le caratteristiche spettroscopiche dell’oggetto utilizzando una serie di simulazioni in cui il puntino rosso in questione era una galassia estremamente densa o un nucleo galattico attivo, senza ottenere successo. A questo punto, hanno provato ad elaborare un’altra ipotesi.Il nuovo modello messo alla prova prevede un nucleo galattico attivo, e quindi un buco nero supermassiccio con il suo disco di accrescimento, circondato però non da polvere cosmica, ma da uno spesso strato di idrogeno. In questo senso, quindi, somiglierebbe ad una stella: come una stella, avrebbe un nucleo che riscalda gli strati gassosi più esterni, che in questo caso non è però un nucleo stellare alimentato dalla fusione nucleare, ma un buco nero con il suo disco di accrescimento riscaldato dall’attrito.Messo alla prova con le loro simulazioni, questo modello è risultato in grado di spiegare le caratteristiche dei puntini rossi molto meglio delle due ipotesi precedenti. Questo non significa che il caso sia chiuso. Rimangono molti elementi oscuri e domande senza risposta: come si formerebbero simili oggetti cosmici? Come fa l’idrogeno che li incapsula a non esaurirsi rapidamente (e da dove viene il materiale con cui si ricarica questo guscio gassoso)?Serviranno anni per approfondire questi aspetti, e stabilire se questi strani buchi neri hanno buone probabilità di esistere davvero, e se possono spiegare l’esistenza dei piccoli puntini rossi osservati dal James Webb. Si tratta comunque di un’ipotesi promettente, che continuerà ad essere testata dai suoi autori nel corso di nuove campagne di osservazione con il telescopio spaziale.