Black Hole Star: il James Webb potrebbe aver scoperto un nuovo tipo di oggetto cosmico

Il James Webb Space Telescope continua a mettere in discussione tutto ciò che gli astronomi pensavano di sapere sull’universo primordiale. Dopo aver rivelato galassie sorprendentemente mature e una popolazione di enigmatici punti rossi lontanissimi dalla Terra, il telescopio spaziale è ora al centro di una scoperta ancora più affascinante, ovvero la possibile identificazione della prima Black Hole Star.

Lo studio, pubblicato sulla rivista scientifica Nature, descrive un oggetto denominato MoM-BH*-1, osservato quando l’universo aveva appena 660 milioni di anni. A quella distanza appare come una gigantesca stella dal colore rosso intenso, ma le sue proprietà fisiche non coincidono con quelle di alcuna stella conosciuta. Secondo i ricercatori, potrebbe invece trattarsi di un buco nero circondato da un enorme involucro di gas luminoso, una configurazione teorica ipotizzata da tempo ma mai supportata da osservazioni così convincenti.

Se l’ipotesi verrà confermata, questa scoperta potrebbe aiutare a spiegare uno dei più grandi misteri emersi grazie al James Webb: l’origine dei cosiddetti Little Red Dots, piccoli oggetti rossi che popolano l’universo primordiale e che sfidano gli attuali modelli di formazione delle galassie. Ma scopriamo insieme qualche dettaglio in più.

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Cos’è una Black Hole Star e perché non è una stella tradizionale

Nonostante il nome, una Black Hole Star non è una normale stella con un buco nero al suo interno. Si tratta invece di un oggetto completamente diverso, nato probabilmente nelle primissime fasi dell’universo, quando enormi quantità di gas potevano collassare rapidamente dando origine ai primi buchi neri massicci.

L’idea è relativamente semplice, almeno dal punto di vista teorico. Al centro dell’oggetto si trova un buco nero che accresce materia, il gas che precipita verso di esso viene compresso e riscaldato fino a liberare enormi quantità di energia; questa radiazione però, non sfugge immediatamente nello spazio perché deve attraversare un gigantesco involucro di gas estremamente denso.

È proprio questo guscio a rendere l’oggetto così particolare. La luce viene assorbita, filtrata e riemessa, assumendo caratteristiche molto simili a quelle prodotte dalle stelle; osservato da miliardi di anni luce, il risultato è quello di una sorgente luminosa che sembra una stella gigantesca, ma il cui motore energetico è in realtà un buco nero.

Secondo gli autori dello studio, questo meccanismo permetterebbe di raggiungere luminosità impossibili da ottenere con la sola fusione nucleare, aprendo la strada a una nuova categoria di oggetti cosmici mai osservata direttamente fino ad oggi.

MoM-BH*-1: il candidato più convincente mai osservato dal James Webb

L’oggetto protagonista della ricerca si chiama MoM-BH*-1 e rappresenta uno dei segnali più insoliti individuati dal James Webb nelle sue osservazioni dell’universo primordiale. Ciò che ha attirato immediatamente l’attenzione degli astronomi è la sua luminosità estrema. I calcoli mostrano infatti che emette circa 100 miliardi di volte più energia di quella che una stella potrebbe produrre attraverso la fusione nucleare, un valore talmente elevato da rendere improbabile qualsiasi spiegazione basata su una normale evoluzione stellare.

Questo però non è l’unico elemento anomalo. Analizzando lo spettro della luce raccolta dal telescopio, i ricercatori hanno scoperto che alcune lunghezze d’onda scompaiono quasi completamente; anche le stelle mostrano fenomeni di assorbimento, dovuti agli elementi presenti nelle loro atmosfere, ma nel caso di MoM-BH*-1 l’effetto è molto più intenso di quanto prevedano i modelli stellari.

L’interpretazione proposta è che una quantità enorme di gas denso stia assorbendo parte della radiazione proveniente dal centro dell’oggetto. In altre parole, ciò che osserviamo sarebbe la luce prodotta dal materiale in caduta verso il buco nero e successivamente modificata dal suo involucro gassoso.

Ancora più sorprendente è il fatto che la sorgente sembri oscurare quasi del tutto la galassia che la ospita; in genere il James Webb riesce a distinguere sia il nucleo attivo sia la luce delle stelle circostanti, mentre in questo caso il candidato Black Hole Star domina praticamente l’intera emissione osservabile.

I misteriosi Little Red Dots potrebbero avere finalmente una spiegazione

Fin dai primi mesi di attività del James Webb, gli astronomi hanno iniziato a individuare centinaia di piccoli oggetti rossastri distribuiti nell’universo più remoto; sono stati soprannominati Little Red Dots e rappresentano uno dei fenomeni più discussi dell’astrofisica moderna. Il problema è che nessuna spiegazione riesce a descriverli perfettamente; alcuni sembrano troppo luminosi per essere semplici galassie compatte, altri appaiono incompatibili con i modelli dei quasar tradizionali, mentre diversi oggetti mostrano caratteristiche intermedie che non trovano un equivalente nell’universo attuale.

Le ipotesi formulate negli ultimi anni sono numerose:

• galassie estremamente dense e ricche di stelle giovani
• buchi neri attivi nascosti da grandi quantità di polvere
• sistemi in una fase evolutiva molto diversa da quelle osservate oggi
• le stesse Black Hole Star, ovvero buchi neri avvolti da un guscio di gas luminoso

MoM-BH*-1 è particolarmente importante perché rappresenta il caso più “pulito” tra quelli osservati. Secondo il team guidato da Rohan Naidu, la sua emissione sarebbe quasi esclusivamente riconducibile alla Black Hole Star, rendendolo il miglior laboratorio naturale per verificare questa teoria.

Perché questa scoperta potrebbe cambiare la nostra idea dell’universo primordiale

Oggi sappiamo che quasi tutte le grandi galassie ospitano un buco nero supermassiccio al proprio centro. Quello che ancora non è chiaro è come questi giganteschi oggetti siano riusciti a formarsi così rapidamente, quando l’universo aveva in pratica meno di un miliardo di anni. Ed è proprio qui che entra in gioco la teoria delle Black Hole Star.

Se questi oggetti sono realmente esistiti, potrebbero rappresentare una fase intermedia tra il collasso delle prime nubi di gas e la nascita dei buchi neri supermassicci osservati successivamente; in pratica, fornirebbero un meccanismo naturale per spiegare perché il James Webb trovi nuclei così massicci in un universo ancora giovanissimo.

Naturalmente gli stessi ricercatori invitano alla prudenza. MoM-BH*-1 non è ancora una conferma definitiva dell’esistenza delle Black Hole Star, e serviranno nuove osservazioni spettroscopiche e ulteriori modelli teorici per escludere interpretazioni alternative. Tuttavia, la combinazione di luminosità, spettro e assenza della galassia ospite rende questo oggetto uno dei candidati più convincenti mai individuati.

Ancora una volta, il James Webb dimostra come ogni nuova osservazione dell’universo profondo non aggiunga soltanto dettagli, ma abbia il potenziale di riscrivere interi capitoli della cosmologia moderna.