Le stelle massicce nell'universo primordiale potrebbero essere state le progenitrici dei buchi neri supermassicci
Recenti osservazioni hanno dimostrato che c'è un buco nero supermassiccio al centro di ogni galassia. Tuttavia, qual è l'origine di questi buchi neri supermassicci? Questa domanda rimane ancora un mistero.
Un team di ricerca internazionale guidato dall'Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone e dall'Istituto Academia Sinica di Astronomia e Astrofisica (ASIAA) di Taiwan ha previsto una supernova estrema da una stella supermassiccia, forse l'antenata dei buchi neri supermassicci. I loro calcoli suggeriscono che questa supernova può essere osservata con il James Webb Space Telescope (JWST), che sarà lanciato entro la fine del 2021.
Lo studio della formazione dei buchi neri supermassicci è un argomento importante nell'astrofisica moderna. La teoria principale suggerisce che i semi dei buchi neri supermassicci si siano formati dopo la morte delle prime stelle massicce nell'universo primordiale, e poi questi semi abbiano continuato ad accumulare gas circostante e alla fine si siano formati in buchi neri supermassicci.
Tuttavia, questa teoria è stata contestata, poiché le stelle più massicce osservate nell'universo locale sono circa uno o duecento masse solari.
Se le prime stelle con diverse centinaia di masse solari rinascessero come semi di buco nero, dovrebbero mantenere la massima efficienza di accrescimento per formare i buchi neri supermassicci osservati oggi. Ma è molto difficile mantenere un alto tasso di accrescimento in un ambiente realistico.
Ke-Jung Chen di ASIAA Taiwan ha proposto una supernova instabile relativistica da una stella supermassiccia primordiale (104-105 masse solari) nel suo documento di ricerca del 2014. - Nell'Universo primordiale, potrebbe esserci un piccolo numero delle prime stelle con decine di migliaia di masse solari. Sono probabilmente i progenitori dei buchi neri supermassicci nelle galassie. Perché più è massiccio il seme di un buco nero, più efficacemente assorbe la materia circostante. I buchi neri non hanno bisogno di mantenere un alto tasso di accrescimento per crescere rapidamente, ha detto Ke-Jung Chen.
Ma come si può provare che queste stelle massicce esistessero una volta?
Questa è una sfida osservativa perché la maggior parte di queste stelle supermassicce collassa in buchi neri. Sulla base del modello di supernova proposto da Chen, il team di ricerca ha eseguito nuove simulazioni di trasporto di radiazioni e ha scoperto che la prossima missione JWST ha la possibilità di osservare questa supernova!
Se a quel punto ciò accadrà, allora l'origine del buco nero supermassiccio nella galassia, che proviene dalla prima stella supermassiccia, può essere confermata.