JWST ha “pesato” un buco nero dormiente nell’universo primordiale

JWST e una lente gravitazionale naturale hanno permesso la prima stima dinamica della massa di un buco nero inattivo la cui luce ha viaggiato per circa 10 miliardi di anni prima di raggiungerci.

C’è un buco nero che, nella luce arrivata fino a noi, appare silenzioso.

La sua luce è partita quando l’universo aveva circa tre miliardi di anni. In quell’immagine remota, il buco nero appare inattivo: non mostra un accrescimento intenso di materiale e non illumina il centro della sua galassia come farebbe un quasar.

Eppure ora sappiamo quanto pesa.

Un team internazionale di astronomi, con partecipazione italiana dell’INAF, ha pubblicato il 4 giugno 2026 su Science la prima stima dinamica della massa di un buco nero inattivo nell’universo primordiale: circa 6 miliardi di volte la massa del Sole, con un’incertezza di circa 2 miliardi in più o in meno.

Non è una scoperta nel senso di “lo abbiamo trovato per la prima volta”. Il punto centrale è un altro: la sua massa è stata stimata per via indiretta, attraverso la modellizzazione del moto delle stelle nella regione centrale della galassia. Una misura che, fino a poco tempo fa, sembrava impossibile a distanze simili.

Come si pesa qualcosa che non si vede

Un buco nero inattivo non emette luce propria. Non c’è un’emissione brillante del nucleo attivo da usare come tracciante principale. Per stimarne la massa, gli astronomi usano un principio fisico ben noto: la gravità si rivela attraverso il moto degli oggetti che influenza.

Nel caso del Sole, la sua massa si deduce studiando le orbite dei pianeti. Nel caso di un buco nero al centro di una galassia, si studiano le stelle della regione più interna.

Più la gravità è intensa, cioè più è massiccia la sorgente, più le stelle nelle vicinanze si muovono velocemente. Misurare queste velocità, tramite lo spostamento delle righe spettrali per effetto Doppler, permette di risalire alla massa.

C’è però una distinzione importante da fare. Qui non si seguono singole stelle una per una, come nel caso del centro della nostra Via Lattea. In questo caso si misura il moto collettivo di molte stelle nella regione centrale della galassia, attraverso la loro cinematica d’insieme.

È un metodo statistico e modellistico, non il tracciamento di orbite individuali.

Questa tecnica, chiamata dinamica stellare, è ben consolidata per le galassie vicine. Si basa sullo stesso principio fisico che ha portato al Nobel per la Fisica 2020 a Reinhard Genzel e Andrea Ghez per il buco nero al centro della Via Lattea, sebbene in quel caso si trattasse del tracciamento di singole stelle.

Fino ad ora, la tecnica applicata alla cinematica collettiva era stata usata con successo solo fino a distanze di circa 700 milioni di anni luce. Oltre, le stelle si fondono visivamente in una macchia indistinguibile: troppo lontane, troppo piccole per essere risolte.

Il trucco: una lente gravitazionale naturale

La galassia MRG-M0138, la cui luce ha viaggiato per circa 10 miliardi di anni prima di raggiungerci, si trova dietro a un massiccio ammasso di galassie.

Questo ammasso funziona come una lente gravitazionale naturale: la sua gravità deflette la luce della galassia più lontana, amplificandola e distorcendola. Il risultato è che MRG-M0138 appare circa 30 volte più grande di quanto sarebbe normalmente.

Non è un’immagine perfetta: è distorta. Ma proprio grazie alla modellizzazione accurata di questa distorsione, curata in parte da astronomi dell’INAF di Bologna, è stato possibile ricostruire la struttura originale della galassia con un livello di dettaglio altrimenti irraggiungibile.

Con JWST, che ha la risoluzione e la sensibilità necessarie per sfruttare questo ingrandimento naturale, il team è riuscito a misurare i moti collettivi delle stelle nella regione più interna della galassia, dove domina la gravità del buco nero.

Cosa dice il risultato

La massa stimata è di 6,0 (+2,1/−1,7) × 10⁹ masse solari: circa 6 miliardi di volte la massa del Sole, con un’incertezza intrinseca nella misura.

Il buco nero è classificato come inattivo o quiescente: non sta accrescendo materiale in modo significativo, e la galassia che lo ospita appare povera di nuova formazione stellare.

Gli autori confrontano poi questa stima con quella di buchi neri nelle galassie vicine e osservano che la relazione tra la massa del buco nero e la massa del bulge stellare sembra essersi modificata nel corso del tempo cosmico.

La relazione con la dispersione di velocità delle stelle, invece, potrebbe essere più antica. Questi confronti, tuttavia, si basano su un singolo sistema e richiedono conferma su campioni più ampi.

Perché è importante

Questo risultato sposta il confine di ciò che è misurabile.

Fino ad oggi stimavamo con precisione le masse dei buchi neri silenziosi solo nel cosmo vicino. Ora, grazie alla combinazione di JWST e lensing gravitazionale, è possibile raggiungere l’universo che aveva circa tre miliardi di anni.

Questo ci permette di iniziare a capire se le relazioni tra buchi neri e galassie che osserviamo oggi si siano formate subito o si siano costruite lentamente nel corso del tempo cosmico.

In futuro, telescopi come il Giant Magellan Telescope, il Nancy Grace Roman Space Telescope ed Euclid potranno aiutare a trovare molti più sistemi simili, estendendo questa tecnica a distanze ancora maggiori.

Cosa NON dobbiamo concludere

JWST non ha fotografato il buco nero. I buchi neri inattivi non emettono luce visibile. Ciò che JWST ha osservato è il moto collettivo delle stelle nella galassia ospite.

Il buco nero non è stato “scoperto” ora. La galassia MRG-M0138 era già nota. La novità è la stima dinamica della massa del suo buco nero centrale a una distanza così grande.

Il fatto che il buco nero sia “dormiente” non implica alcun pericolo o risveglio imminente. È semplicemente un termine divulgativo per indicare l’assenza di un accrescimento attivo e luminoso.

Le ipotesi sull’evoluzione delle relazioni tra buchi neri e galassie non sono leggi confermate. Sono indicazioni preliminari, basate su un solo oggetto, e dovranno essere verificate con altri sistemi.

Una firma invisibile

Nella luce che ci arriva da dieci miliardi di anni fa, una galassia ellittica appare quiescente: il suo buco nero centrale non mostra l’attività luminosa tipica dei quasar, e la formazione di nuove stelle sembra essersi esaurita da tempo.

Di questo sistema remoto oggi conosciamo qualcosa di più preciso: la massa del suo buco nero centrale, ricavata non vedendolo, ma ascoltando il moto delle stelle che ne subiscono la gravità.

Quello che gli astronomi hanno fatto è ricostruire, con la pazienza della fisica e la precisione di JWST, quanto pesa quell’oggetto invisibile.

Non è una fotografia dell’invisibile: è la gravità che lascia la propria firma nel moto delle stelle.

Vito Lecci

Fonti

Newman A.B. et al., “A stellar dynamical mass measurement of an inactive black hole at redshift 2”, Science, 4 giugno 2026.
[Articolo su Science]

Maura Sandri, “Jwst ‘pesa’ un antico buco nero dormiente”, Media INAF, 5 giugno 2026.
[Articolo su Media INAF]