Utilizzando simulazioni al computer, un team di ricercatori guidati da scienziati dell’Università di Cambridge ha esplorato come i buchi neri supermassicci siano cresciuti rapidamente durante le prime fasi dell’universo, quando le prime stelle e galassie cominciavano a formarsi. Hanno simulato le condizioni dell’universo primordiale, concentrandosi sulle interazioni tra materia oscura, gas e buchi neri.
Le simulazioni hanno mostrato che i primi quasar si formarono da gas incontaminato in un processo chiamato “accrescimento freddo”. Nell’accrescimento freddo, il gas si raffredda mentre cade su un buco nero supermassiccio, formando un denso disco di gas attorno al buco nero. Questo disco diventa instabile e si frammenta, portando alla formazione di massicci grumi di gas che collassano ulteriormente sotto la loro gravità.
Quando questi grumi di gas cadono verso il buco nero, si riscaldano per l’attrito e rilasciano enormi quantità di energia sotto forma di radiazione, creando un quasar. L’energia emessa da questi quasar è così potente che può eclissare intere galassie.
I ricercatori hanno scoperto che la formazione dei primi quasar è stata influenzata da diversi fattori, tra cui la massa del buco nero supermassiccio, la quantità di gas disponibile per l’accrescimento e la densità della materia oscura nella regione circostante. Hanno dimostrato che la combinazione di questi fattori ha creato condizioni favorevoli per la rapida crescita dei buchi neri supermassicci e la formazione dei quasar nell’universo primordiale.
Lo studio suggerisce inoltre che i primi quasar potrebbero svolgere un ruolo importante nell’evoluzione e nella ionizzazione dell’universo. L'intensa radiazione emessa dai quasar può riscaldare e ionizzare il gas circostante, contribuendo alla ionizzazione del mezzo intergalattico (IGM) e alla formazione delle prime stelle e galassie.
Il dottor Yuval Birnboim, dell’Istituto di Astronomia di Cambridge e autore principale dello studio, ha dichiarato:“Le nostre simulazioni forniscono uno sguardo allettante sull’alba cosmica, quando i primi quasar illuminarono l’universo. Comprendere la formazione di questi potenti oggetti è cruciale per svelare i misteri della formazione delle galassie e dell'universo primordiale."
Scoprendo il meccanismo di formazione dei primi quasar, il gruppo di ricerca ha fornito preziose informazioni sulle prime fasi dell’universo e sull’evoluzione dei buchi neri supermassicci. I risultati approfondiscono la nostra comprensione dei complessi processi che hanno plasmato l’universo che osserviamo oggi.
