Misurata per la prima volta in modo diretto la massa di un buco nero primordiale apparso quando l'universo aveva solo 700 milioni di anni: 50 milioni di volte il Sole, circa dodici volte il buco nero al centro della Via Lattea. Lo studio e' uscito su Nature il 28 maggio 2026, guidato dall'Universita' di Cambridge con una forte regia italiana di Inaf, Universita' di Firenze e Scuola Normale di Pisa.
Una misura impossibile fino a tre anni fa
Il sistema si chiama Abell 2744-QSO1 ed e' uno dei Little Red Dots, i piccoli punti rossi individuati dal telescopio James Webb fin dai primi cicli osservativi del 2023. Si trova oltre 13 miliardi di anni luce dietro l'ammasso Pandora, che ne triplica l'immagine per effetto di lente gravitazionale: vediamo tre copie distorte dello stesso oggetto, e questo amplifica la luce raccolta dallo spettrografo NIRSpec a bordo di Webb. Il team di Ignas Juodzbalis ha modellato la rotazione del gas intorno al buco nero usando uno strumento sviluppato all'Osservatorio di Arcetri e all'Universita' di Firenze: il codice MOKA3D. Misurando lo spostamento Doppler delle righe di emissione del gas a diverse distanze dal centro, e' stato possibile pesare il buco nero direttamente dal suo effetto gravitazionale, e non piu' stimarne la massa per via indiretta dalla larghezza delle righe spettrali. Insieme a Cambridge hanno firmato lo studio Inaf, Scuola Normale di Pisa, Sapienza, Universita' dell'Insubria e l'Osservatorio astronomico di Roma a Monte Porzio Catone. La scheda tecnica completa, con immagine NIRCam e parametri osservativi, e' nel comunicato ufficiale ESA/Webb su Abell 2744-QSO1.
I numeri che spiegano la novita'
Il buco nero ha 50 milioni di masse solari. Sagittarius A*, quello al centro della Via Lattea, ne ha circa 4,3 milioni: l'oggetto primordiale ne contiene quindi dodici volte di piu', ed era gia' attivo quando l'universo era al 5% della sua eta' attuale. La differenza piu' grossa, pero', e' nelle proporzioni. Nelle galassie vicine il buco nero centrale rappresenta circa lo 0,1% della massa stellare della galassia ospite, cioe' un millesimo: e' la cosiddetta relazione M-sigma, su cui si reggono decenni di modelli di coevoluzione tra buchi neri e galassie. In Abell 2744-QSO1 il rapporto e' rovesciato: il buco nero pesa almeno il doppio di tutto il materiale stellare circostante, una proporzione duemila volte superiore a quella delle galassie locali. La galassia ospite e' larga 1.300 anni luce, settantacinque volte meno della Via Lattea, ed e' fatta quasi solo di idrogeno ed elio, con tracce minime di ossigeno.
"Il solo buco nero racchiude in se' i due terzi dell'intera massa della galassia", ha dichiarato Giovanni Cresci, ricercatore Inaf di Firenze e coautore dello studio, spiegando il risultato pubblicato da Media Inaf il 28 maggio 2026.
Cosa cambia per le teorie di formazione
Se un buco nero pesa piu' della sua galassia, vuol dire che si e' formato per primo, non dall'aggregazione progressiva di buchi neri stellari. L'ipotesi piu' solida e' quella del collasso diretto di una grande nube di gas in un seme gia' pesante decine di migliaia di volte il Sole, una scorciatoia che permetterebbe a un singolo buco nero di partire enorme e saltare le fasi di crescita lenta. Il dato si aggancia a un'altra recente osservazione Webb su un buco nero supermassiccio sorpreso in fase di attivazione (il caso del buco nero supermassiccio osservato mentre si risveglia), che mostra quanto poco ancora sappiamo dei meccanismi di accensione di questi oggetti. Stelle e buchi neri non crescono insieme nelle stesse galassie, almeno non sempre.
Restano centinaia di Little Red Dots ancora da pesare con lo stesso metodo, e gli autori sottolineano che il modello MOKA3D dovra' essere validato su altri oggetti per capire se Abell 2744-QSO1 e' un caso estremo o la norma di quella prima epoca cosmica. Webb tornera' sull'oggetto nei prossimi cicli osservativi e nella programmazione 2026 sono gia' previste altre misure dirette di Little Red Dots: ogni nuova massa pesata sara' un voto a favore o contro l'ipotesi del collasso diretto, e a quel punto la coevoluzione tra galassie e buchi neri andra' riscritta.
Domande frequenti
Che cos'è Abell 2744-QSO1 e perché è importante?
Abell 2744-QSO1 è un buco nero primordiale la cui massa è stata misurata direttamente per la prima volta. È importante perché la sua massa supera quella della galassia ospite, sfidando le attuali teorie sulla formazione ed evoluzione di buchi neri e galassie.
Come è stata misurata la massa di Abell 2744-QSO1?
La massa è stata misurata modellando la rotazione del gas attorno al buco nero con il codice MOKA3D, sviluppato in Italia. Analizzando lo spostamento Doppler delle righe di emissione del gas tramite lo spettrografo NIRSpec del telescopio James Webb, è stato possibile ottenere una misura diretta dell'effetto gravitazionale del buco nero.
In cosa Abell 2744-QSO1 differisce dai buchi neri delle galassie locali?
A differenza dei buchi neri nelle galassie vicine, che rappresentano circa lo 0,1% della massa stellare della loro galassia, Abell 2744-QSO1 ha una massa almeno doppia rispetto a quella di tutta la galassia ospite. Questa proporzione è circa duemila volte superiore rispetto alle galassie locali.
Quali sono le implicazioni di questa scoperta per le teorie sulla formazione dei buchi neri?
La scoperta suggerisce che in alcuni casi i buchi neri si formano prima delle galassie che li ospitano, probabilmente tramite il collasso diretto di grandi nubi di gas. Questo mette in discussione la teoria secondo cui buchi neri e galassie si evolvono sempre insieme e richiede una revisione dei modelli di coevoluzione.
Cosa sono i 'Little Red Dots' e quale sarà il prossimo passo nella ricerca?
'Little Red Dots' è il nome dato a questi piccoli e antichi oggetti luminosi individuati dal telescopio James Webb. Nei prossimi anni verranno pesati molti altri Little Red Dots con lo stesso metodo per capire se casi come Abell 2744-QSO1 siano eccezioni o rappresentino la norma nell'universo primordiale.
