Scoperta incredibile: un cluster di galassie di 12 miliardi di anni fa è molto più caldo del previsto
Una nuova scoperta di un cluster di galassie potrebbe riscrivere la nostra comprensione dell’universo, mentre gli scienziati individuano «qualcosa che l’universo non avrebbe dovuto avere». I ricercatori hanno scoperto che il cluster bruciava cinque volte più caldo del previsto a soli 1,4 miliardi di anni dopo il Big Bang. Gli astrofisici avevano pensato che temperature così estreme sarebbero possibili solo in cluster maturi che si formano più tardi nel corso della vita dell’universo. Questo caldo «cluster neonato» potrebbe suggerire che i primi istanti del cosmo siano stati molto più esplosivi di quanto si pensasse. Secondo gli autori, il calore inaspettato potrebbe derivare da tre buchi neri supermassicci nascosti nelle profondità del cluster. Co-autore Dazhi Zhou, dottorando all’Università della British Columbia, ha detto: «Non ci aspettavamo di vedere un’atmosfera di cluster così calda così presto nella storia cosmica.» «In effetti, all’inizio ero scettico riguardo al segnale poiché era troppo forte per essere reale.» «Ma dopo mesi di verifica, abbiamo confermato che questo gas è almeno cinque volte più caldo di quanto previsto, e ancora più caldo ed energico di quanto si trovi in molti cluster odierni.» Usando l’osservatorio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), i ricercatori hanno guardato 12 miliardi di anni nel passato. Il cluster denominato SPT2349-56 era estremamente immaturo, ma già immensamente grande per la sua età. Il nucleo si estende per oltre 500.000 anni luce, pari all’enorme alone di materia oscura che circonda la Via Lattea. Il cluster contiene oltre 30 galassie estremamente attive che producono stelle oltre 5.000 volte più velocemente della nostra Via Lattea. Quando i ricercatori hanno misurato la temperatura del gas intracluster, hanno scoperto che era molto più alta di quanto i modelli prevedessero per quel tempo. Gli scienziati non sono del tutto sicuri di come il cluster sia arrivato a essere così caldo, ma ipotizzano che una parte possa essere legata ai tre buchi neri supermassicci recentemente scoperti nel cluster.
La misurazione sorprendente: ALMA rivela un gas intracluster molto più caldo nelle prime fasi dell’universo
Con un particolare sguardo alla storia dell’universo, i ricercatori hanno utilizzato ALMA per misurare la temperatura del gas intracluster in un cluster distante 12 miliardi di anni nel passato. Il cluster, denominato SPT2349-56, era estremamente immaturo, ma già incredibilmente grande per la sua età. Il nucleo si estende per oltre 500.000 anni luce, pari all’enorme alone di materia oscura che circonda la Via Lattea. Il cluster contiene più di 30 galassie estremamente attive che producono stelle oltre 5.000 volte più velocemente della nostra Via Lattea. Quando i ricercatori hanno misurato la temperatura del gas intracluster, hanno scoperto che era molto più alta di quanto i modelli prevedevano per quel tempo. Questo risultato sfida i modelli tradizionali di evoluzione dei cluster e suggerisce che polveri di calore e dinamiche tumultuose possono emergere molto presto nell’universo. I dettagli sono stati pubblicati sulla rivista Nature.
Tre buchi neri supermassicci al centro del cluster e cosa significano per la cosmologia
Gli scienziati non sono ancora sicuri di come sia nato un calore così estremo in questo cluster molto giovane, ma ipotizzano che sia legato alla presenza di tre buchi neri supermassicci recentemente scoperti al suo interno. I buchi neri supermassicci sono la classe più estesa di buchi neri, con masse almeno 100.000 volte superiori a quella del Sole, e si trovano tipicamente nei nuclei delle galassie dove divorano gas e sprigionano enormi quantità di radiazioni X. «Questi buchi neri stavano già pompando enormi quantità di energia nell’ambiente circostante e plasmando il giovane cluster, molto prima e molto più fortemente di quanto pensassimo», ha detto il co-autore Professor Scott Chapman, dell’Università di Dalhousie che ha condotto la ricerca mentre era al National Research Council of Canada. L’interesse per questi oggetti continua: negli ultimi anni gli astronomi hanno trovato altri buchi neri supermassicci nelle primissime fasi dell’universo che sembrano crescere molto più rapidamente di quanto previsto. Lo scorso anno, i ricercatori usando il James Webb Space Telescope hanno individuato un buco nero supermassiccio che cresceva attivamente all’interno di una galassia a soli 570 milioni di anni dal Big Bang. L’importante è che questo buco nero era molto più grande delle dimensioni della galassia ospite, suggerendo che i buchi neri potrebbero crescere molto prima delle loro galassie ospiti. Chapman aggiunge: «Studiare come si sviluppano queste dinamiche è fondamentale per spiegare l’universo che ci circonda oggi.» «Comprendere i cluster di galassie è la chiave per comprendere le galassie più grandi nell’universo. Queste galassie massive risiedono per lo più nei cluster, e la loro evoluzione è fortemente plasmata dall’ambiente estremamente intenso dei cluster durante la formazione, inclusi il gas intracluster.»
