Un censimento colossale del cosmo ha più che triplicato il numero di buchi neri attivi noti per risiedere nelle galassie in miniatura e ha trovato il più grande bottino di buchi neri di peso medio fino ad oggi.

Il sondaggio è saltato fuori circa 2.500 galassie nane che alimentano attivamente i buchi neri nei loro centri, rispetto ai circa 500 conosciuti prima, i ricercatori riferiscono in un documento presentato il 31 ottobre ad arXiv.org. Il team ha anche trovato quasi 300 nuovi buco nero di massa intermedia candidati, in aumento rispetto a circa 70 possibili rilevamenti precedenti (SN: 2/9/20).

Questo è sufficiente per iniziare a studiare questi buchi neri come gruppo, piuttosto che in isolamento, dice l’astronomo Ragadeepika Pucha dell’Università dello Utah a Salt Lake City. Tali studi su larga scala potrebbero risolvere molti misteri di come i buchi neri e le loro galassie si evolvono insieme.

Ogni grande galassia sembra essere incentrata attorno a un buco nero supermassiccio. Questi colossi sono più di un milione di volte più massicci del sole. Ma gli astronomi non sono sicuri di come siano arrivati i buchi neri.

“È un pò una questione di pollo o uova tra galassie e buchi neri, dice il coautore Stéphanie Juneau, astronoma del NOIRLab di Tucson. “Quale si è formato per primo? Uno controlla l’altro?”

Le galassie nane e i buchi neri di medie dimensioni possono essere i posti migliori per cercare risposte. Si pensa che questi runt rappresentino le prime fasi della crescita delle galassie e dei buchi neri, oggetti che sono sfuggiti a molte fusioni con altri buchi neri e galassie nel corso del tempo cosmico.

“Per avere un quadro completo della formazione e dell’evoluzione delle galassie, dobbiamo capire come queste piccole galassie si evolvono e crescono, dice” Pucha.

Pucha e i suoi colleghi si sono rivolti ai primi dati di un progetto al Mayall Telescope in Arizona per creare una gigantesca mappa 3D dell’universo. Solo nel suo primo anno, il sondaggio Dark Energy Spectroscopic Instrument, o DESI osservato quasi 1,5 milioni di galassie (SN: 4/4/24). Il team ha cercato in parte di quella collezione galassie nane che emettono lunghezze d’onda della luce legate al disco caldo di gas e polvere che vortica attorno a un buco nero che si nutre attivamente.

Circa il 2% delle quasi 115.000 galassie nane oggetto dello studio emettono tale luce, ha scoperto il team. Precedenti indagini hanno rilevato buchi neri attivi in appena lo 0,5% delle galassie nane.

Il team ha anche determinato le masse dei buchi neri in più di 4.000 galassie, nane e non. Poi ha cercato buchi neri di massa intermedia, con masse comprese tra circa 100 e un milione di volte quelle del sole (SN: 2/8/17).

“Questi sono molto importanti perché ci parlano di come si sono formati i primi buchi neri nell’universo, dice” Pucha. Se i buchi neri iniziano piccoli e crescono fondendosi con altri buchi neri, allora l’universo dovrebbe essere disseminato di questi pesi medi che rappresentano le fasi intermedie della crescita.

Pucha e colleghi hanno trovato circa 150 rilevamenti sicuri nei dati DESI e circa lo stesso numero di rilevamenti provvisori, una resa che suggerisce che i primi buchi neri nell’universo fossero relativamente leggeri. Ma anche il telescopio spaziale James Webb, o JWST, è apparso sorprendentemente buchi neri massicci nell’universo primordiale (SN: 1/11/24). Pucha dice che ciò potebbe significare semplicemente che JWST non ha ancora visto i primi buchi neri nell’universo.

Questa indagine probabilmente ha trovato solo la punta dell’iceberg. Il set di dati completo del primo anno dovrebbe essere rilasciato a marzo o aprile 2025 e conterrà molte più galassie.

Inoltre, ci sono indubbiamente più buchi neri da trovare. “Hanno trovato tutti quelli che sono riflettori davvero luminosi, dice l’astronoma Mallory Molina della Vanderbilt University di Nashville, che non fa parte del progetto DESI. “Anche con lo strumento di rilevamento più semplicistico di cui disponiamo, [i ricercatori stanno] ancora trovando un numero enorme in questo sondaggio. C’è molto altro da esplorare.”