I ricercatori hanno utilizzato simulazioni cosmologiche per ricostruire i primi 700 milioni di anni di storia cosmica, concentrandosi sulla formazione di un’unica galassia nana. Nella loro galassia virtuale nacquero per breve tempo ondate di stelle, nubi di gas freddo che collassavano all’interno di aloni di materia oscura in esplosioni esplosive. Invece di un singolo episodio di starburst e di una pioggia continua di formazione stellare come Garcia si aspettava, sono nati due grandi cicli di stelle. Un intero ammasso di stelle che prendono vita come le luci dell’albero di Natale.
“L’universo primordiale era un luogo incredibilmente affollato”, ha detto Garcia. “Le nubi di gas erano più dense, le stelle si formavano più velocemente e, in quell’ambiente, la gravità era normale per riunire le stelle in questi sistemi strettamente legati.”
Questi ammassi iniziarono sparsi per la galassia ma caddero verso il centro come l’acqua in uno scarico. Una volta lì, si combinano per formare un megaammasso, chiamato ammasso stellare nucleare (così chiamato perché si trova nel nucleo della galassia). Il giovane cuore galattico è stato illuminato dalla luce di un milione di soli e potrebbe aver posto le basi per la formazione di un buco nero supermassiccio.
Una simulazione della formazione di ammassi stellari ultra densi.
Era necessaria una modifica apparentemente semplice per rendere la simulazione più precisa rispetto alle precedenti. “La maggior parte delle simulazioni semplificano le cose per rendere i calcoli più pratici, ma poi si sacrifica il realismo”, ha detto Garcia. “Abbiamo utilizzato un modello migliorato che consente alla formazione stellare di variare a seconda delle condizioni locali, invece di procedere a un ritmo costante come i modelli precedenti.”
Utilizzando le strutture di supercalcolo dell’Università del Maryland urgenteGarcia ha completato in sei mesi ciò che avrebbe richiesto 12 anni su un MacBook.
Alcune nubi hanno convertito fino all’80% del loro gas in stelle, un tasso feroce rispetto al 2% tipicamente osservato nelle galassie vicine. Le nuvole rivelano la vita, diventano grappoli di stelle appena nate tenute insieme dalla loro gravità reciproca e illuminano un nuovo percorso verso i primissimi buchi neri nell’universo.
L’uovo o la gallina?
La maggior parte delle galassie, inclusa la nostra, sono ancorate a un ammasso stellare nucleare centrato attorno a un buco nero supermassiccio. Ma la connessione tra i due è un po’ oscura: è stato il buco nero gigante a creare e poi a riunire le stelle, oppure è stato l’ammasso stesso a dare vita al buco nero?
