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Trascrizione

Le quasistar potrebbero essere state le più grandi stelle mai esistite.

Erano più brillanti di una galassia

e più grandi di qualsiasi stella oggi esistente

o che potrebbe esistere in futuro.

Ma al di là delle loro dimensioni, ciò che le rendeva strane e speciali

era il parassita cosmico che ospitavano al loro interno:

un buco nero insaziabile.

Com’è possibile?

Le quasistar inglobano le stranezze dei buchi neri e non solo,

rivoluzionando tutto ciò che sappiamo sulla formazione e l’evoluzione stellare.

La loro esistenza è stata possibile solo nelle prime fasi dell’universo,

ma se così fosse,

risolverebbero uno dei più grandi misteri della cosmologia.

Le quasistar erano esagerate da qualsiasi punto di vista.

Oggi le stelle più massicce potrebbero raggiungere le 300 masse solari:

una quasistar poteva raggiungere le 10 milioni di masse solari

di quasi puro idrogeno.

Prendiamoci un istante per visualizzarne il significato.

Il Sole.

Wezen.

LL Pegasi.

La più grande stella conosciuta.

E infine la quasistar.

La sua grandezza è indescrivibile.

Un raggio oltre 800.000 volte quello del Sole,

380 volte più grande della stella più grande ad oggi conosciuta.

E nelle sue profondità, un buco nero in rapida crescita

che divora miliardi di tonnellate di materia ogni secondo.

Di solito le stelle nascono da nubi gigantesche

formate da migliaia o addirittura milioni di masse solari

per lo più di idrogeno.

In queste nubi, la materia inizia ad accumularsi

attorno alle zone più dense.

Insieme alla densità, aumenta anche l’attrazione gravitazionale

che ne accelera la crescita.

Alla fine, generano così tanto calore e pressione

da innescare le reazioni di fusione che danno vita alla stella.

Ma questo limita la loro grandezza:

la fusione nucleare irradia così tanta energia

da spazzare via la nube di gas nelle sue vicinanze.

La stella neonata non può accumulare altra massa.

Da questo momento la stella vive in equilibrio tra due forze:

la gravità che prova a schiacciare la stella,

e la radiazione generata dalla fusione

che spinge verso l’esterno nel tentativo di farla esplodere.

Dopo milioni o miliardi di anni, il nucleo esaurisce il combustile

e l’equilibrio si rompe, distruggendo la stella.

Ma le quasistar erano molto, molto diverse.

[Le bestie dell’universo primordiale]

Poche centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang,

quando l’universo era molto più piccolo, la materia era molto più concentrata.

L’universo era molto più denso e caldo.

La materia oscura era un attore dominante

che formava strutture giganti chiamate “aloni oscuri”.

Gli aloni oscuri erano così massicci

da attirare e concentrare incredibili quantità di idrogeno

che diventavano così le culle delle prime stelle e galassie.

Si formarono immense nubi di idrogeno,

alcune di 100 milioni di masse solari,

più massicce di certe piccole galassie.

In questo ambiente unico che non esisterà mai più,

l’enorme attrazione gravitazionale degli aloni oscuri

concentra il gas nelle zone centrali dando vita a stelle estremamente massicce.

Come abbiamo detto, quando una stella nasce

spazza via la nube di gas che l’ha creata.

Ma queste gigantesche nubi di gas dell’universo primordiale

erano così estese e massicce che anche dopo la nascita

la stella neonata continuava a nutrirsi di altro gas,

assumendo proporzioni inimmaginabili.

La giovane stella è costretta a crescere sempre di più,

diventando sempre più massiccia,

fino a raggiungere, in certi casi, le dieci milioni di masse solari.

Schiacciato dalla gravità, il suo nucleo diventa sempre più caldo,

cercando invano di spingere verso l’esterno per poi esplodere.

C’è troppa massa e troppa pressione.

L’equilibrio non può durare.

Come una supernova velocizzata,

il nucleo collassa in un buco nero.

Normalmente sarebbe la fine:

le stelle attuali diventano supernove, si forma un buco nero e tutto si quieta.

Ma in questo caso, la stella sopravvive alla sua stessa morte.

Una tremenda esplosione scuote la stella dall’interno,

ma non basta: la stella è così grande e massiccia

che nemmeno una supernova può distruggerla.

Ma ora ha un buco nero al suo centro.

È piccolo – alcune decine di chilometri –

al centro di un oggetto grande quanto il Sistema Solare.

[Il mostro cresce]

Il gas da cui nascono le stelle ruota sempre più velocemente,

e così ruotano a loro volta.

Quando un buco nero nasce dal nucleo di una stella,

conserva il suo momento angolare.

Significa che la materia attratta non cade semplicemente in linea retta

ma comincia ad orbitare attorno al buco nero

in cerchi sempre più piccoli ad un velocità sempre maggiore.

Si forma un disco di accrescimento

dove il gas orbita quasi alla velocità della luce.

Solo una piccola quantità di gas viene di volta in volta inghiottita.

È come se il buco nero avesse una tavola imbandita

ma si limitasse a mangiucchiare.

Ma la materia intrappolata nel disco di accrescimento non se la passa bene:

l’attrito e le collisioni tra particelle

la riscaldano fino a temperature di milioni di gradi.

I buchi neri attivi hanno dischi di accrescimento

incredibilmente caldi e potenti.

Il calore del disco riduce ulteriormente la materia che il buco nero può divorare

proprio come il nucleo delle stelle.

Il materiale superiscaldato emette radiazioni

che spazzano via la maggior parte del cibo a disposizione.

Anche se il buco nero potesse avere tutto il cibo che desidera,

la sua crescita sarebbe lenta.

Un buco nero incastonato in una quasistar è diverso.

L’enorme pressione che lo circonda spinge la materia verso il buco nero,

facendo saltare tutti i limiti su quanto velocemente può crescere.

Il processo è così violento e rilascia così tanta energia

che il disco di accrescimento si riscalda,

ed emette una quantità di radiazioni

impossibile per un qualsiasi nucleo stellare,

sufficiente a contrastare il peso di 10 milioni di soli.

Si genera un equilibrio incredibilmente pericoloso.

Milioni di masse solari spingono verso l’interno,

mentre la radiazione del buco nero alimentato a forza spinge verso l’esterno.

Per i successivi milioni di anni, la quasistar si consuma dall’interno.

Il buco nero raggiunge le migliaia di masse solari

e più diventa grande, più mangia velocemente

riscaldando ulteriormente la stella, facendola espandere.

Nella sua fase finale,

la quasistar è oltre 30 volte più grande del nostro Sistema Solare.

È davvero la stella più grande mai esistita nell’universo.

L’intenso campo magnetico al suo interno

emette getti di plasma dai poli del buco nero

che attraversano la stella e si proiettano nello spazio,

trasformandola in un faro cosmico.

Dev’essere stata una delle visioni più maestose nella storia dell’universo.

Ma ne segna anche la fine.

La stella diventa troppo grande

e il disco di accrescimento al suo interno troppo potente:

il parassita distrugge il suo ospite, facendolo esplodere.

Un buco nero di 100.000 masse solari

si fa largo alla ricerca di nuove prede,

lasciandosi alle spalle la carcassa di una stella.

[La domanda supermassiccia]

Se le quasistar fossero esistite,

potrebbero spiegare uno dei più grandi misteri dell’universo.

I buchi neri supermassicci che vediamo al centro delle galassie

sono semplicemente troppo grandi!

Non dovrebbero esistere.

I buchi neri che si formano dalle normali supernove

possono essere al massimo di poche decine di masse solari.

E per il processo che abbiamo spiegato prima,

la loro crescita è lenta.

Se si fondono,

possono creare un buco nero di circa cento masse solari.

Servirebbero miliardi e miliardi di anni

per formare buchi neri con centinaia di migliaia

o persino milioni di masse solari.

Tuttavia sappiamo che alcuni buchi neri supermassicci

erano di 800 milioni di masse solari

appena 690 milioni di anni dopo il Big Bang.

Le quasistar sono una sorta di cheat code per i buchi neri.

Se si fossero formate nelle prime fasi dell’universo

e i buchi neri che ne emersero fossero stati di migliaia di masse solari,

allora potrebbero essere stati i semi per i buchi neri supermassicci.

Questi semi potrebbero aver attecchito al centro delle prime galassie

fondendosi l’un l’altro e attirando abbastanza materia

da crescere in fretta e senza sosta.

Tra non molto potremmo verificare la loro passata esistenza.

Il James Webb Space Telescope sta usando i suoi sensori

per esplorare gli angoli più remoti dell’universo,

guardando indietro nel tempo,

svelando un universo primordiale che finora non potevamo vedere.

Con un po’ di fortuna potremmo scorgere questi sventurati titani

nel breve lasso di tempo tra la loro formazione e la loro distruzione.

Fino ad allora, ripercorriamo per divertimento il percorso visivo.

Le stelle sono grandi.

Le quasistar ancora di più.

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