La vista più nitida di Webb del bordo di un buco nero

Un nuovo, sorprendente primo piano del cuore affamato di una galassia

Il 13 gennaio 2026, un team che utilizza il James Webb Space Telescope (JWST) ha pubblicato un'immagine che per la prima volta risolve l'ambiente polveroso circostante un buco nero supermassiccio vicino con una nitidezza interferometrica. L'obiettivo, la galassia del Compasso situata a circa 13 milioni di anni luce di distanza, ha a lungo messo in difficoltà gli astronomi perché il suo nucleo mostra un eccesso inspiegabile di luce infrarossa. Le osservazioni di Webb tramite mascheramento d'apertura nel vicino infrarosso mostrano che la maggior parte di quel bagliore proviene dalla faccia interna di un disco di polvere compatto a forma di ciambella che alimenta il buco nero — piuttosto che da venti caldi che espellono materia. Questa nitida visione interferometrica dallo spazio promette di risolvere un dibattito decennale su dove i nuclei galattici attivi nascondano la loro luce infrarossa e su come i buchi neri interagiscano con le galassie che li ospitano.

Mascheramento d'apertura: trasformare Webb in un telescopio più grande

Il risultato dipende da un insolito stratagemma osservativo. Lo strumento NIRISS del JWST contiene un interferometro a mascheramento d'apertura (AMI) — una maschera fisica con sette fori esagonali posizionata sopra la pupilla del telescopio. Trasformando Webb in un piccolo interferometro, l'AMI recupera informazioni su scale circa due volte più sottili del limite di diffrazione nominale del telescopio, fornendo efficacemente una risoluzione spaziale equivalente a un telescopio di circa 13 metri per queste misurazioni. Questo guadagno in nitidezza ha permesso al team di isolare strutture larghe solo pochi parsec al centro della galassia e di separare l'emissione del toro, del disco di accrescimento e di qualsiasi materiale in uscita. La tecnica è stata utilizzata in due sessioni sulla galassia del Compasso nel luglio 2024 e nel marzo 2025 per costruire il set di dati.

Cosa mostra effettivamente l'immagine

Sulle scale indagate da Webb — una regione di circa 33 anni luce intorno al nucleo — la nuova analisi rileva che circa l'87% della luce in eccesso nel medio infrarosso provenga dalla faccia interna del toro: un disco di polvere equatoriale compatto che si riscalda mentre convoglia materia verso il motore centrale. Meno dell'1% del flusso infrarosso misurato può essere attribuito alla polvere calda nei venti in uscita, mentre la frazione rimanente proviene da polvere più estesa riscaldata dal nucleo attivo o da strutture radio associate. In altre parole, l'impronta infrarossa dominante nella galassia del Compasso è l'accrescimento, non l'espulsione di materia. Questo equilibrio è la chiave per capire come il buco nero si alimenti e quanta energia restituisca all'ambiente circostante.

Perché questo risolve un antico mistero dell'infrarosso

Per anni, gli osservatori avevano rilevato un "eccesso" di infrarossi attorno ad alcuni nuclei galattici attivi (AGN) — un'emissione superiore a quella prevista dai semplici modelli di disco di accrescimento. Gli interferometri terrestri e i telescopi spaziali non avevano la combinazione di sensibilità e contrasto necessaria per separare le sorgenti concorrenti di quella luce nei centri galattici polverosi e affollati. Le spiegazioni contrastanti invocavano venti di polvere calda lanciati dal buco nero, luce stellare diffusa dal bulge galattico o emissione dal toro interno. L'immagine interferometrica di Webb risolve lo stallo nel caso della galassia del Compasso mostrando direttamente l'origine della luce e, quindi, quali processi fisici predominano in questo oggetto. Questo è importante perché capire se la luce di un AGN provenga da deflussi o da una struttura di alimentazione compatta indica se il buco nero stia principalmente ridistribuendo gas (il che può sopprimere la formazione stellare) o se stia accrescendo materia silenziosamente senza smembrare la sua galassia ospite.

Implicazioni per l'evoluzione delle galassie e il feedback degli AGN

I buchi neri e le galassie crescono insieme, ma il meccanismo di accoppiamento — come i buchi neri riscaldano, espellono o controllano in altro modo il gas che forma le stelle — rimane una delle principali incertezze dell'astrofisica. Se molti AGN vicini somigliassero alla galassia del Compasso, con la maggior parte dell'emissione infrarossa nucleare proveniente da dischi di polvere compatti, allora i modelli che attribuiscono un feedback significativo su scala galattica a venti sostenuti carichi di polvere potrebbero necessitare di una revisione per i nuclei di moderata luminosità. Al contrario, gli AGN più luminosi potrebbero essere ancora dominati dai venti; il team di Webb avverte esplicitamente che la galassia del Compasso è solo un singolo punto dati e che la luminosità intrinseca e la geometria cambieranno il risultato. Ciò che il nuovo lavoro fornisce è una tecnica osservativa testata per distinguere chiaramente questi casi.

Avvertenze tecniche e limitazioni

Cosa accadrà ora

La priorità immediata è replicare questo approccio su un campione modesto ma rappresentativo di AGN vicini: il team suggerisce da una dozzina a qualche decina di obiettivi che coprano una gamma di luminosità e inclinazioni per stabilire se la galassia del Compasso sia tipica o eccezionale. Gli osservatori combineranno anche le mappe AMI con i tracciatori di gas freddo di ALMA e con la spettroscopia del JWST per collegare la morfologia della polvere alla cinematica del gas molecolare e ionizzato — l'effettivo carburante e lo scarico dell'alimentazione del buco nero. Tale sintesi multi-lunghezza d'onda ci dirà se i dischi di polvere compatti sottraggano abitualmente gas alla formazione stellare o se i venti dominino ancora in modi che regolano la crescita dell'intera galassia.

Contesto per le strutture future

Il risultato sottolinea due tendenze più ampie. In primo luogo, l'uso intelligente degli strumenti esistenti — in questo caso, il mascheramento d'apertura su JWST — può portare a scoperte senza nuovi hardware. In secondo luogo, il raggiungimento di una comprensione statistica della fisica degli AGN richiederà probabilmente sia un'elevata risoluzione angolare che un'ampia copertura di lunghezze d'onda, rafforzando la necessità di futuri interferometri spaziali e array terrestri di prossima generazione. Per ora, lo sguardo nitido di Webb sul bordo di un buco nero ci ricorda che alcuni degli aspetti fisici più rilevanti dell'universo si nascondono ancora su scale angolari molto piccole e che l'ingegnosità osservativa può metterli a fuoco.

Fonti

• Nature Communications (articolo di ricerca: "JWST interferometric imaging reveals the dusty disk obscuring the supermassive black hole of the Circinus galaxy")
• University of South Carolina (gruppo di ricerca di Enrique López-Rodríguez)
• Space Telescope Science Institute (strumento NIRISS e modalità AMI)
• NASA / James Webb Space Telescope (missione e materiali stampa)
• Preprint arXiv: "JWST interferometric imaging reveals the dusty disk obscuring the supermassive black hole of the Circinus galaxy"