di Roberto Malini
Grazie a Webb non stiamo soltanto scoprendo nuovi oggetti: forse stiamo intravedendo fasi dell’Universo che oggi non esistono più
Immaginiamo di osservare un punto luminoso nel cielo e di concludere, con una certa sicurezza, che deve trattarsi di una stella. Sembra possedere una sorta di atmosfera, il modello gli attribuisce dimensioni paragonabili a quelle di un sistema planetario, la luce sembra emergere da una grande superficie gassosa e lo spettro contiene soprattutto le firme dell’idrogeno. Insomma: tutto sembra suggerire stella. Poi misuriamo quanta energia produce. E a quel punto… qualcosa non torna. L’oggetto è troppo luminoso. Non un po’ troppo luminoso, ma talmente luminoso che la fusione nucleare, il motore delle stelle, non sembra sufficiente a spiegare che cosa diavolo stiamo osservando. Forse, allora, il motore nascosto non è una stella. Il candidato è molto più inquietante: un buco nero. È questa l’ipotesi affascinante emersa dalle osservazioni del James Webb Space Telescope e presentata nell’agosto 2026 da Rohan Naidu e collaboratori su Nature. L’oggetto, chiamato MoM-BH*-1, è stato osservato quando erano trascorsi appena circa 660 milioni di anni dal Big Bang. I ricercatori lo interpretano come un buco nero immerso in un involucro estremamente denso e turbolento di gas, prevalentemente idrogeno e quasi privo di polvere. Gli autori hanno proposto per questa configurazione un nome irresistibile: black-hole star. Una stella-buco nero. Ma forse, per capire davvero di che cosa stiamo parlando, potremmo chiamarla in un altro modo: un buco nero vestito da stella. Già, ammantato di gas come una sposa nel velo nuziale. Un buco nero, naturalmente, non possiede una superficie luminosa. L’orizzonte degli eventi è proprio il limite oltre il quale nemmeno la luce può tornare indietro. Quando diciamo che un buco nero “brilla”, usiamo dunque una scorciatoia linguistica, perché ciò che osserviamo è normalmente la materia che gli sta attorno, riscaldata violentemente mentre precipita verso di esso. Nei nuclei galattici attivi e nei quasar immaginiamo spesso questa materia organizzata in un disco di accrescimento, fatto di gas rovente che ruota attorno al buco nero liberando enormi quantità di energia. Ma MoM-BH*-1 sembra suggerire una geometria più strana. Il buco nero sarebbe sepolto dentro un gigantesco bozzolo di gas. Il modello prevede un buco nero centrale estremamente massiccio, circondato da un involucro di idrogeno con dimensioni paragonabili a quelle del Sistema solare. Il buco nero fornisce l’energia; il gas la assorbe, la trasforma e la riemette. Il risultato, visto da molto lontano, somiglia sorprendentemente alla luce proveniente dalla superficie di una stella. Ed è qui che la metafora del vestito smette di essere soltanto una metafora. In una stella normale abbiamo, esprimendoci in modo molto schematico: fusione nucleare → energia → fotosfera → luce. In questa ipotetica stella-buco nero avremmo invece: accrescimento sul buco nero → energia → involucro gassoso → luce.
Il motore cambia, l’abito esterno può assomigliare a quello di una stella. Si parla infatti di una sorta di pseudo-fotosfera, nella quale il gas circostante svolge, dal punto di vista osservativo, un ruolo analogo a quello della superficie luminosa di una stella. E qui compare una delle lezioni più belle dell’astrofisica contemporanea: l’Universo fa di testa sua e non è obbligato a rispettare le nostre categorie. “Stella”, “buco nero”, “galassia”, “quasar” sono strumenti concettuali costruiti da noi, utilissimi naturalmente, ma la natura può presentarci configurazioni intermedie, transitorie o completamente inattese. Perché, però, un buco nero può produrre così tanta energia? Non perché qualcosa esca dall’interno del buco nero, ma perché la materia che precipita verso di esso, prima di oltrepassare l’orizzonte degli eventi, può trasformare una parte dell’energia liberata durante l’accrescimento in radiazione. In termini molto schematici, la luminosità prodotta può essere espressa dalla relazione L≈ηM˙c2, dove L indica la luminosità, M˙ il tasso di accrescimento, cioè la quantità di massa che cade verso il buco nero nell’unità di tempo, c la velocità della luce ed η l’efficienza con cui l’energia disponibile nel processo di accrescimento viene convertita in radiazione. È il motivo per cui l’accrescimento sui buchi neri può alimentare alcuni degli oggetti più luminosi dell’Universo. Nel caso di MoM-BH*-1 il modello proposto è particolarmente estremo, perché il buco nero sarebbe nascosto dentro gas talmente denso che molta della radiazione viene continuamente assorbita, diffusa e riemessa prima di riuscire a fuggire. Lo studio interpreta proprio alcune insolite caratteristiche spettrali come effetto di questo gas densissimo e propone che la colorazione rossa dell’oggetto possa essere prodotta soprattutto dal gas stesso, non dalla polvere. Questa differenza è importante. Nell’astronomia tradizionale siamo abituati a osservare oggetti arrossati perché la polvere assorbe più efficacemente determinate lunghezze d’onda, ma nell’Universo primordiale la chimica era diversa: gli elementi pesanti prodotti dalle generazioni successive di stelle erano molto meno abbondanti. Qui potrebbe essere soprattutto l’idrogeno a costruire il travestimento. E poi ci sono… i misteriosi puntini rossi. La scoperta diventa ancora più interessante perché MoM-BH*-1 potrebbe non essere un caso isolato. Nelle immagini profonde ottenute con Webb sono comparsi numerosi oggetti compatti e rossastri che gli astronomi hanno soprannominato Little Red Dots, “piccoli punti rossi”. Per qualche anno la loro natura ha costituito uno dei rompicapi più strani aperti dal telescopio Webb. Alcune caratteristiche sembravano suggerire galassie con intensa formazione stellare; altre indicavano la presenza di buchi neri in accrescimento. Le diverse interpretazioni conducevano però a difficoltà differenti. Nel gennaio 2026 un altro studio pubblicato su Nature ha fornito un indizio importante: almeno molti di questi oggetti potrebbero contenere buchi neri giovani immersi in bozzoli estremamente densi di gas ionizzato. La diffusione della luce sugli elettroni può modificare profondamente la forma delle righe spettrali, facendo persino sovrastimare la massa del buco nero quando quelle righe vengono interpretate con modelli più tradizionali.
Pochi mesi dopo arriva MoM-BH*-1. Non significa che il mistero sia risolto. Significa qualcosa di forse più interessante, vale a dire che abbiamo trovato una configurazione fisica capace di spiegare contemporaneamente diversi pezzi del puzzle. È così che spesso procede la scienza. Non con il momento cinematografico in cui qualcuno grida «Eureka!», ma con una lenta modifica delle domande. Prima ci ponevamo una domanda: Che tipo di galassie sono quei punti rossi? Adesso possiamo chiederci: E se una parte della luce che attribuiamo alle stelle provenisse invece da giovani buchi neri nascosti dentro enormi atmosfere di gas? È una domanda completamente diversa. Dietro questo problema ce n’è un altro ancora più grande. Nell’Universo molto giovane osserviamo già buchi neri con masse enormi, e questo pone una difficoltà apparentemente semplice: come hanno fatto a diventare così grandi così presto? Da perderci la testa. Un buco nero nato dalla morte di una stella possiede inizialmente una massa relativamente modesta. Per trasformarlo rapidamente in un oggetto da milioni o miliardi di masse solari bisogna nutrirlo con straordinaria efficienza oppure partire da un “seme” iniziale già molto più massiccio. Lo studio di MoM-BH*-1 entra proprio in questo dibattito. Una configurazione nella quale un giovane buco nero rimane immerso in grandi quantità di gas potrebbe favorire periodi di accrescimento estremamente rapido, forse anche oltre il regime normalmente associato al cosiddetto limite di Eddington. La formazione dei primi buchi neri supermassicci rimane tuttavia un problema aperto. E questa precisazione — rimane un problema aperto — non diminuisce affatto l’importanza della scoperta. Al contrario. Significa che stiamo osservando un’epoca cosmica della quale probabilmente non possediamo ancora il vocabolario completo.
A questo punto possiamo tornare molto più vicino a noi, nella Via Lattea. A circa tremila anni luce esiste una stella decisamente spettacolare: VY Canis Majoris, un’ipergigante rossa nelle ultime fasi della propria evoluzione. Le osservazioni effettuate anche con ALMA mostrano attorno a questa stella archi, ammassi, nodi e gigantesche espulsioni di materia. Non perde massa ordinatamente: il suo involucro è complesso, violento, asimmetrico. Uno dei problemi studiati dagli astronomi è proprio quale sarà il suo destino finale: un’esplosione di supernova oppure un collasso molto meno spettacolare che conduca alla formazione di un buco nero. VY Canis Majoris non è una black-hole star e non dobbiamo confondere i due fenomeni. Le scale sono radicalmente diverse. VY CMa è una stella evoluta dell’Universo moderno, chimicamente ricco. MoM-BH*-1 appartiene invece all’Universo primordiale e il modello proposto implica già la presenza di un buco nero enormemente più massiccio. Eppure esiste un ponte concettuale affascinante. Una stella gigantesca può perdere il proprio equilibrio. Il nucleo può collassare. Può nascere un buco nero mentre enormi quantità di materia si trovano ancora nelle vicinanze. Nel nostro Universo questo processo può produrre un buco nero di massa stellare circondato temporaneamente dai resti della propria progenitrice. Ma immaginiamo di aumentare enormemente la scala. Immaginiamo le condizioni dell’Universo primordiale: grandi concentrazioni di gas quasi incontaminato, ambienti molto più densi e un collasso capace di produrre rapidamente un seme di buco nero molto massiccio. Il risultato potrebbe essere qualcosa che oggi non esiste più, un oggetto che nasce da un collasso gravitazionale, vive come buco nero e appare come una stella. Non sappiamo ancora se sia realmente questa la storia, ma adesso possiamo cominciare a cercarne le tracce.
Questo è forse l’aspetto culturalmente più importante della vicenda. Quando fu progettato il James Webb Space Telescope si sapeva che avrebbe permesso di osservare galassie molto più lontane e deboli di quelle accessibili ai telescopi precedenti, ma ogni nuovo strumento scientifico veramente potente produce un effetto ulteriore: scopre cose per le quali non era stato scritto il manuale. È accaduto con Galileo quando rivolse il cannocchiale verso Giove, è accaduto con la radioastronomia, è accaduto con i primi telescopi a raggi X e ora sta accadendo con Webb. Il telescopio non ci sta semplicemente mostrando oggetti già conosciuti a distanze maggiori. Ci sta costringendo a domandarci se, nell’Universo giovane, fossero comuni fasi dell’evoluzione cosmica che oggi sono rarissime o completamente scomparse. I Little Red Dots ne sono un esempio particolarmente suggestivo. Nel 2026 esistono già interpretazioni diverse della loro struttura, delle loro masse e del modo in cui il gas modifica lo spettro che osserviamo. Questo significa che occorre prudenza con parole come scoperto, dimostrato, nuovo tipo di oggetto. MoM-BH*-1 è un oggetto osservato. La sua luce è osservata. Le sue caratteristiche spettrali sono osservate. La black-hole star, invece, è il modello fisico proposto per spiegare quelle osservazioni. È una distinzione fondamentale. E forse è proprio qui che uno studente, uno studioso o semplicemente una persona curiosa dovrebbe cominciare ad appassionarsi, perché significa che la storia non è finita. Nei libri di testo la scienza appare inevitabile. Conosciamo già il finale. La Terra gira attorno al Sole. Le stelle producono energia mediante fusione. Lo spazio-tempo è curvo. Esistono i buchi neri. L’Universo si espande, si espande, si espande. Una pagina dopo l’altra sembra quasi che qualcuno avrebbe comunque dovuto scoprire tutte queste cose. La ricerca reale è diversa. Quando ci si trova nel mezzo di una scoperta esistono dati incompleti, interpretazioni concorrenti, anomalie, errori possibili e oggetti che rifiutano ostinatamente di entrare nelle caselle preparate per loro. È esattamente il momento nel quale ci troviamo oggi per una parte dell’astrofisica dell’Universo primordiale. Forse fra vent’anni l’espressione black-hole star sarà normale nei manuali di astrofisica. Forse verrà sostituita da un’altra definizione. Forse scopriremo che esistono diverse famiglie di Little Red Dots e che soltanto alcune appartengono a questa classe. Forse MoM-BH*-1 sarà ricordato come uno dei primi esemplari riconosciuti di una fase fondamentale nella crescita dei buchi neri, oppure come l’indizio che ci ha condotti verso qualcosa di ancora più singolare e oggi impensabile. Non lo sappiamo. Ed è precisamente questo il bello. Non stiamo semplicemente contemplando l’Universo. Stiamo assistendo al momento in cui cambia il nostro modo di descriverlo. Da qualche parte, a più di tredici miliardi di anni di distanza nel passato, la luce di un minuscolo punto rosso ha iniziato un viaggio che sarebbe terminato sui sensori di un telescopio costruito da una specie comparsa miliardi di anni dopo. Abbiamo raccolto quella luce. L’abbiamo scomposta. Abbiamo trovato idrogeno. Abbiamo trovato qualcosa di troppo luminoso e troppo strano per lasciarsi interpretare facilmente come una normale popolazione di stelle. E sotto il vestito abbiamo intravisto un buco nero. O, più precisamente: forse. La parola forse, in questo caso, non è una debolezza. È il punto esatto da cui comincia la scoperta.
Note
1. Black-hole star. Non significa semplicemente una stella con un buco nero inserito nel nucleo. Nel modello proposto per MoM-BH*-1 la principale sorgente energetica sarebbe l’accrescimento sul buco nero, mentre il gas circostante produrrebbe un aspetto simile a quello di una gigantesca atmosfera stellare.
2. MoM-BH*-1. Lo studio di R. P. Naidu e collaboratori, A gas-enshrouded and gas-reddened black hole at cosmic dawn, è stato pubblicato su Nature nel 2026. L’oggetto è osservato quando l’Universo aveva circa 660 milioni di anni.
3. Quanto pesa il buco nero? La stima dipende fortemente dal modello fisico adottato. Le valutazioni discusse dagli autori spaziano grosso modo da centinaia di migliaia a milioni di masse solari; è quindi meglio evitare di attribuire all’oggetto un’unica massa troppo precisa.
4. Little Red Dots. Diversi studi recenti interpretano almeno una parte di questi oggetti come giovani buchi neri immersi in involucri estremamente densi di gas. La diffusione della radiazione da parte degli elettroni può modificare profondamente la forma delle righe spettrali e complicare la stima delle masse.
5. VY Canis Majoris. È un utile termine di confronto per comprendere la complessità degli involucri e della perdita di massa nelle stelle estreme, ma non è un equivalente locale di MoM-BH*-1. Il confronto riguarda soprattutto il possibile passaggio concettuale fra collasso stellare, formazione di un buco nero e presenza di grandi quantità di materiale nelle sue immediate vicinanze.
6. Osservazione e interpretazione. MoM-BH*-1 è realmente osservato; la sua interpretazione come black-hole star è invece un modello fisico costruito per spiegare i dati. La distinzione fra osservazione e interpretazione è particolarmente importante in un campo di ricerca ancora così giovane. 7. Non tutti i Little Red Dots devono necessariamente essere la stessa cosa. La possibilità che esistano più popolazioni di oggetti con caratteristiche osservativamente simili rimane aperta. Ed è proprio una delle ragioni per cui le prossime osservazioni potrebbero riservare sorprese.
