Spazio, misteriosi puntini rossi scoperti dal telescopio James Webb: qual è la loro vera natura?
Tra i misteri dell’Universo primordiale non ancora risolti vi è quello recente dei “puntini rossi” scoperti nel 2022 dal telescopio James Webb e sulla cui natura ancora si indaga.
Nella storia dell’Universo, iniziata con il Big Bang circa 13.8 miliardi di fa, esiste un periodo di tempo durante il quale si sono accesi quelli che gli astronomi chiamano “Little Red Dots (LRD)”, cioè i “Puntini Rossi”.
Si stima che circa 600 milioni di anni dopo Big Bang, nell'Universo primordiale, si siano “accese” queste piccole luci rosse e che dopo circa 1 miliardo di anni dalla loro accensione le stesse si siano spente.
Ad onore del vero, ancora non si è sicuri sulla natura di questi oggetti misteriosi. Esistono diverse ipotesi, ma ancora è lunga la strada per avere risposte certe sulla loro natura.
Come sono stati scoperti i “Little Red Dots”
I “Little Red Dots” emettono luce che per effetto Doppler è fortemente spostata verso il rosso. Questo, in base alla teoria dell’effetto Doppler, significa che si stanno allontanando dalla Terra a grandissime velocità.
Sappiamo che l’Universo è in espansione e che più lontani sono gli oggetti astronomici più velocemente questi si allontanano.
Conoscendo l’elevata velocità di allontanamento dei “Little Red Dots”, grazie alla misura Doppler dello spostamento verso il rosso della loro luce, si è riusciti a posizionarli nello spazio, e quindi anche nel tempo, trovandone esistenza solo tra i 600 e i 1500 milioni di anni dopo il Big Bang.
Essendo la loro luce molto rossa, fino al 2022 non esisteva telescopio in grado di rilevare la presenza, per cui fino al 2022 se ne ignorava l’esistenza. Con l’avvento del telescopio spaziale James Webb, i cui strumenti sono stati realizzati proprio per osservare dal vicino al lontano infrarosso, si è iniziato a scoprire l’esistenza di questi oggetti.
Grazie a tre diversi progetti di ricerca: il Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS) il JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES) e il Next Generation Deep Extragalactic Exploratory Public (NGDEEP) è stato possibile compilare una corposa lista di questi “Little Red Dots”.
Quale si pensa sia la loro natura
“Siamo confusi da questa nuova popolazione di oggetti che Webb ha trovato. Non ne vediamo analoghi a spostamenti verso il rosso inferiori, motivo per cui non li abbiamo visti prima di Webb”, ha affermato Dale Kocevski del Colby College di Waterville, nel Maine, e autore principale dello studio.
Una frazione di questi oggetti è stata esaminata spettroscopicamente. Gli spettri hanno mostrato all’interno dei “Little Red Dots” movimenti molto rapidi, fino a 1000 km/s. Tali velocità sono tipiche dei dischi di accrescimento attorno ai buchi neri attivi.
Ecco allora che è stata formulata una possibile ipotesi sulla loro natura. Si ritiene probabile che la luce emessa da questi oggetti non sia di origine stellare (come ad esempio la luce per cui splendono le galassie), ma piuttosto emessa dal gas caldissimo che sta spiraleggiando a velocità supersoniche attorno a buchi neri supermassicci in accrescimento.
Si tratterebbe di quegli oggetti anche noti come “Nuclei Galattici Attivi”.
Questa ipotesi va incontro a diverse difficoltà. Una è il perché questi buchi neri dopo circa 1 miliardo di anni dalla loro formazione (avvenuta dopo 600 milioni di anni dal Big bang) sarebbero scomparsi. Ricordiamo infatti che dopo 1.5 miliardi di anni dal Big Bang di questi oggetti non ce n’è più traccia.
“Queste fonti fortemente rosse e ad alto spostamento verso il rosso fondamentalmente smettono di esistere a un certo punto dopo il big bang”, ha affermato Steven Finkelstein, coautore dello studio presso l’Università del Texas ad Austin.
Una possibile spiegazione è che, spostandosi verso l’sterno della galassia la formazione stellare, sia venuta meno l’abbondanza di polveri e gas in cui questi “Puntini Rossi” erano immersi, per cui la luce emessa si è via via spostata dal rosso verso il blu (non essendo più arrossata dalle polveri). Pertanto questi “Little Red Dots” non sarebbero scomparsi ma semplicemente avrebbero cambiato colore, un colore non più rilevabile da James Webb.
Quello dei “Puntini Rossi” è ancora un “caso aperto”. Il team che li sta studiando sta adottando molteplici approcci per comprendere la loro natura. E’ uno di quei numerosi casi in cui è fondamentale uno scambio continuo tra modelli teorici ed osservazioni, alla ricerca di un equilibrio i due.
Riferimenti allo studio
"The Rise of Faint, Red AGN at $z>4$: A Sample of Little Red Dots in the JWST Extragalactic Legacy Fields" by Kocevski, Dale et al. ApJ in press