Nuove simulazioni cosmologiche degli astronomi della Maynooth University dimostrano che piccoli buchi neri “seme di luce” nell’universo primordiale potrebbero essere cresciuti in modo eccezionalmente rapido, spiegando potenzialmente come i buchi neri supermassicci si siano formati così presto dopo il Big Bang. Questa ricerca affronta un enigma di vecchia data in astronomia: come i buchi neri si sono evoluti fino a raggiungere dimensioni immense in un periodo relativamente breve.
La frenesia alimentare dei primi buchi neri
Le simulazioni descrivono un universo primordiale caotico, dove condizioni dense e turbolente consentivano ai buchi neri più piccoli di consumare rapidamente la materia circostante. Secondo il dottorato candidato Daxal Mehta, questi ambienti hanno innescato quello che i ricercatori chiamano “accrescimento super Eddington” – un tasso accelerato di consumo in cui i buchi neri ingeriscono materiale più velocemente di quanto teoricamente possibile.
Le simulazioni hanno rivelato che la prima generazione di buchi neri, nata solo poche centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang, potrebbe raggiungere dimensioni decine di migliaia di volte superiori a quelle del nostro Sole.
Questa rapida crescita risolve una domanda chiave sollevata dalle osservazioni del James Webb Space Telescope: come hanno fatto i primi buchi neri a raggiungere dimensioni così massicce così rapidamente?
Semi leggeri contro semi pesanti
I buchi neri sono classificati in due tipi: “semi pesanti” e “semi leggeri”. I semi pesanti sono già massicci alla nascita e potenzialmente raggiungono centinaia di migliaia di volte la massa del Sole. I semi leggeri, d’altro canto, inizialmente sono molto più piccoli (da dieci a poche centinaia di masse solari) e devono crescere per diventare supermassicci.
Per anni gli astronomi hanno creduto che i semi pesanti fossero essenziali per spiegare la presenza di buchi neri supermassicci al centro delle galassie. Tuttavia, la ricerca della Maynooth University suggerisce che i buchi neri di massa stellare “varietà da giardino” possono crescere a ritmi estremi nell’universo primordiale, date le giuste condizioni.
Implicazioni per la ricerca futura
I risultati rimodellano la nostra comprensione delle origini del buco nero ed evidenziano l’importanza delle simulazioni ad alta risoluzione in cosmologia. L’universo primordiale appare molto più caotico di quanto si pensasse in precedenza, con una popolazione di buchi neri massicci più grande del previsto.
Questa ricerca ha implicazioni anche per la prossima missione ESA/NASA Laser Interferometer Space Antenna (LISA), il cui lancio è previsto per il 2035. LISA potrebbe rilevare le onde gravitazionali provenienti dalle fusioni di questi primi buchi neri in rapida crescita, fornendo ulteriori prove per i risultati delle simulazioni.
Lo studio è stato pubblicato su Nature Astronomy il 21 gennaio 2026. I risultati confermano che l’universo primordiale fu un periodo turbolento di rapida crescita del buco nero, in cui anche i piccoli semi potevano diventare colossi galattici.
