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Black hole star: il James Webb svela 98 nuovi indizi
Un involucro luminoso con un raggio efficace vicino a 1.300 unità astronomiche potrebbe nascondere un buco nero in rapida crescita. È il profilo che emerge dagli spettri di 98 Little Red Dots osservati dal James Webb Space Telescope: sorgenti compatte e rossastre nelle quali il motore centrale appare compatibile con una cosiddetta black hole star, cioè un buco nero in accrescimento racchiuso in gas molto denso. La scala paragonabile a quella del Sistema solare riguarda quindi l’involucro che rielabora la radiazione, non il buco nero stesso.
Wendy Q. Sun, Rohan P. Naidu e il team internazionale dello studio hanno analizzato dati raccolti con NIRSpec/PRISM per sorgenti comprese approssimativamente tra redshift 2 e 9. Il metodo separa statisticamente la luce della galassia ospite da quella della componente centrale, assumendo che la riga [O III] a 5008 angstrom provenga dalla galassia. Una volta sottratto questo contributo, i ricercatori hanno ricostruito lo spettro mediano del segnale residuo.
Il risultato mostra un continuo ottico simile a quello di un corpo nero con temperatura efficace di circa 4.050 K e luminosità bolometrica log(Lbol) vicina a 43,9 erg/s. Il salto di Balmer è più di due volte più intenso rispetto a quello delle galassie quiescenti massicce e supera quanto previsto per normali popolazioni stellari. Questa caratteristica rafforza l’ipotesi che una parte sostanziale della luce non provenga direttamente dalle stelle della galassia ospite.
Anche le righe spettrali indicano condizioni estreme. Il rapporto tra H-alfa e H-beta supera 10, mentre le firme di ferro, elio e ossigeno sensibili alla densità sono coerenti con la presenza di gas molto compatto. In questo scenario la radiazione prodotta dall’accrescimento viene assorbita e rielaborata dall’involucro, assumendo un aspetto termico simile a quello di una sorgente stellare. Il termine black hole star descrive dunque questa configurazione e non indica una stella alimentata dalla fusione nucleare.
Nel Little Red Dot mediano, la componente attribuita alla black hole star fornirebbe circa il 20% della luce ultravioletta, salirebbe al 50% in corrispondenza del salto di Balmer e raggiungerebbe il 90% oltre H-alfa. Le sorgenti del campione sembrano inoltre preferire galassie di piccola massa, intorno a 100 milioni di masse solari, interessate da episodi recenti di formazione stellare.
Gli autori stimano che questa fase abbia un duty cycle vicino all’1% e una durata caratteristica di circa 10 milioni di anni. I dati costituiscono un’evidenza osservativa ottenuta su un’intera popolazione di Little Red Dots, ma per ora non confermano definitivamente l’esistenza di una nuova categoria di stelle. Il quadro proposto identifica invece una possibile fase, breve e fortemente schermata dal gas, nella crescita dei buchi neri osservati dal James Webb.
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