Durante i primi miliardi di anni dell'universo, i venti che soffiavano dai buchi neri supermassicci al centro delle galassie erano molto più frequenti e potenti di quelli visti nelle galassie moderne circa 13 miliardi di anni dopo. Tali venti erano così potenti da rallentare la crescita dei buchi neri supermassicci da cui sono emersi. Sono i risultati di uno studio condotto da tre scienziati dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) di Trieste, pubblicato di recente sulla rivista Nature.
Il lavoro si basa sulle osservazioni di 30 quasar effettuate con il Very Large Telescope (VLT) all'Osservatorio del Paranal dell'ESO in Cile. I quasar sono sorgenti puntiformi estremamente luminose nei nuclei di galassie lontane, la cui radiazione nasce a causa dell'intensa attività dei buchi neri supermassicci centrali che assorbono la materia circostante. Le galassie ospiti di questi quasar sono state osservate durante l'alba cosmica, quando l'universo aveva un'età compresa tra 500 milioni e 1 miliardo di anni.
"Per la prima volta, abbiamo misurato la frazione di quasar nell'universo giovane che esibisce i venti dei buchi neri", afferma Manuela Bishetti, ricercatrice dell'INAF di Trieste e prima autrice del nuovo studio. "A differenza di quanto osserviamo nell'universo più vicino a noi, abbiamo scoperto che i venti dei buchi neri nell'universo giovane sono molto comuni, hanno un'alta velocità fino al 17% della velocità della luce e gettano molta energia in la galassia ospite".
Circa la metà dei quasar esaminati in questo studio mostra venti di buchi neri che sono molto più comuni e 20 volte più potenti di quelli conosciuti nei quasar dell'universo più vicino, quando l'universo aveva circa 4 miliardi di anni.
"Le osservazioni dei buchi neri nell'universo giovane mostrano che crescono molto più velocemente delle galassie che li ospitano, mentre nell'universo locale i buchi neri e le galassie coevolvono", aggiunge la coautrice dello studio Chiara Feruglio, ricercatrice dell'INAF di Trieste. "Ciò significa che a un certo punto dell'universo, un meccanismo che rallenta la crescita dei buchi neri avrebbe dovuto funzionare. Le nostre osservazioni ci hanno permesso di identificare questo meccanismo nei venti di buchi neri sorti quando l'età dell'universo era di 0,5-1 miliardo di anni".
Pertanto, l'energia rilasciata dai venti potrebbe fermare un ulteriore accrescimento di materia sul buco nero, rallentarne la crescita e avviare una fase di "coevoluzione" tra il buco nero e la sua galassia ospite. "Questo studio ci ha permesso di identificare un'era nella storia dell'universo in cui l'influenza dei venti dei buchi neri è diventata significativa", aggiunge Bishetti. "Ciò ha profonde implicazioni per la nostra conoscenza delle fasi di crescita iniziale dei buchi neri e delle loro galassie, ponendo forti vincoli ai modelli che descrivono la formazione delle prime galassie".
La scoperta inaspettata è stata resa possibile dai dati di alta qualità dello strumento Xshooter installato sul VLT come parte del principale programma dell'ESO, che include circa 250 ore di osservazioni.
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