La “stella impossibile” che sfida la fisica: il James Webb scopre un mostro nel cosmo primordiale

A oltre tredici miliardi di anni luce da noi c’è una luce che, secondo le leggi note dell’astrofisica, semplicemente non dovrebbe esistere. Il telescopio spaziale James Webb ha intercettato un punto luminoso compatto che emette circa cento miliardi di volte più energia di quanta qualsiasi stella conosciuta possa produrre senza autodistruggersi.

Non è una galassia e non è una supernova. Gli scienziati hanno dovuto ammettere che l’universo primordiale nascondeva una creatura cosmica del tutto inedita: una vera e propria stella a buco nero. e questa scoperta è stata oggetto di un articolo pubblicato su Nature.

Il paradosso di un bagliore proibito

Battezzato con la sigla tecnica MoM-BH*-1, l’oggetto risale ad appena 660 milioni di anni dopo il Big Bang, in piena alba cosmica.

A quell’epoca remota, le stelle normali funzionavano come giganteschi reattori a fusione nucleare. C’è però un limite fisico invalicabile: se una stella accumula troppa massa, la spinta della radiazione generata nel nucleo supera la forza di gravità e spazza via i suoi stessi strati esterni, facendola a pezzi.

Come viene immaginata la stella buco nero

MoM-BH*-1 ignora del tutto questa regola. La quantità di radiazione che scarica nello spazio è inconcepibile per la fusione termonucleare. Per generare quel bagliore servirebbe il motore gravitazionale più estremo della fisica: materia che precipita verso un buco nero a velocità prossime a quella della luce.

Un travestimento perfetto grande quanto il nostro sistema solare

Come fa un buco nero a fingersi una stella? La risposta descritta su Nature è spettacolare:

• Il cuore dell’abisso: al centro si nasconde un buco nero con una massa compresa tra centomila e un milione di volte quella del nostro Sole.
• Il banchetto continuo: la materia cade verso il centro rilasciando torrenti mostruosi di energia pura.
• Il bozzolo di gas: attorno al buco nero si estende una sfera di idrogeno denso e turbolento per circa 40 unità astronomiche (la distanza tra il Sole e Plutone).

Dall’esterno, questo immenso involucro opaco assorbe la radiazione devastante del buco nero e la re-irradia nello spazio circostante. Il risultato visivo è una finta superficie stellare: da miliardi di anni luce di distanza appare identica a una stella rossa titanica, ma al suo interno pulsa un divoratore di materia.

Il trucco svelato: niente polvere, solo gas puro

Quando gli astronomi osservano un oggetto così marcatamente rosso nello spazio profondo, la spiegazione abituale è la polvere interstellare, capace di disperdere la luce blu come il fumo di un incendio offusca il sole.

I sensori del James Webb hanno però registrato uno scenario completamente diverso:

• I dati spettrografici mostrano l’assenza quasi totale di polvere e metalli pesanti.
• La luce crolla di colpo a determinate lunghezze d’onda (il cosiddetto gradino di Balmer), con un’intensità mai osservata prima in nessun corpo celeste.
• Non serve alcuna coltre di fuliggine cosmica: è la densità straordinaria dell’idrogeno puro a bloccare la luce ultravioletta, creando un filtro ottico impenetrabile.

Identikit a confronto

La stella appare composta solo di idrogeno perché appartiene a un’età così primordiale per cui l’universo era costituito praticamente solo da idrogeno, senza atomi più pesanti derivanti dall’attività stellare.

Risolto l’enigma dei “puntini rossi”

Fin dalle prime immagini, il James Webb ha spiazzato i ricercatori scoprendo centinaia di misteriosi “puntini rossi” (little red dots) nei primi vagiti del cosmo. Erano troppo piccoli per essere normali galassie e troppo anomali per essere catalogati come semplici quasar.

MoM-BH*-1 fornisce la chiave dell’enigma. È l’esempio perfetto e isolato di come i buchi neri primordiali siano cresciuti a una velocità sbalorditiva, divorando gas a ritmi iper-rapidi protetti dal loro stesso bozzolo.

Come fanno queste stelle ad apparire così incredibilmente grandi? Forse alla base c’è un possibile errore metodologico: la luce che rimbalza all’interno del denso involucro di gas allarga le righe spettrali, facendo apparire questi mostri molto più pesanti di quanto siano in realtà. Le masse stimate finora per i primi buchi neri potrebbero essere sovrastimate di 10 o perfino 100 volte.

Ci troviamo di fronte a una fase evolutiva finora sconosciuta: un’epoca primordiale in cui i buchi neri si travestivano da stelle per crescere nell’ombra del cosmo.

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