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20 Luglio 2022
14:00

Scoperto il primo buco nero dormiente alle porte della Via Lattea: non è nato da una supernova

Dopo anni di osservazioni è stato scoperto il primo buco nero di massa stellare all’esterno della Via Lattea. È dormiente e nato da un collasso stellare.
A cura di Andrea Centini
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Credit: ESO
Credit: ESO

Per la prima volta è stato scoperto un buco nero di massa stellare al di fuori della Via Lattea. In passato erano stati fatti altri annunci di questo genere, tuttavia sono stati sempre smentiti da team specializzati nel confutare i risultati di studi troppo entusiastici. In questo caso l'esistenza del buco nero è considerata inconfutabile, dato che non c'è una spiegazione teorica alternativa alla sua esistenza. Ricordiamo che nell'Universo esistono due classi principali di questi “cuori di tenebra”: i buchi neri supermassicci al centro delle galassie, che hanno una massa di milioni o addirittura miliardi di volte quella del Sole, come quelli fotografati dal progetto Event Horizon Telescope; e i buchi neri di massa stellare, che “nascono” dalla morte di stelle giganti collassate.

A scoprire il primo buco nero di massa stellare al di fuori della nostra galassia è stato un team di ricerca internazionale guidato da scienziati dell'Istituto di Astronomia dell'Università KU di Lovanio (Belgio) e dell'Università di Amsterdam (Paesi Bassi), che hanno collaborato a stretto contatto con i colleghi dell'Osservatorio Astronomico di Varsavia (Polonia), dell'Osservatorio Planetario Armagh (Regno Unito), del Centro per l'Astrofisica Harvard & Smithsonian (Stati Uniti), dell'Osservatorio Australe Europeo (ESO) e di molti altri centri di ricerca. Gli scienziati, coordinati dal professor Tomer Shenar, docente presso l'Istituto per l'Astronomia “Anton Pannekoek” dell'ateneo olandese, hanno scoperto il buco nero dopo aver scandagliato per anni un migliaio di stelle massicce nel cuore della Grande Nube di Magellano, una galassia nana alle porte della Via Lattea (della quale si ritiene sia satellite). Il professor Shenar e i colleghi si sono concentrati sulle stelle della Nebulosa Tarantola, a caccia di potenziali sistemi binari composti da una stella e un buco nero.

La Nebulosa Tarantola dove è stato identificato il buco nero. Credit: ESO
La Nebulosa Tarantola dove è stato identificato il buco nero. Credit: ESO

Dopo anni di osservazioni con il potente Very Large Telescope (VLT) dell'ESO, un sistema di quattro grandi telescopi (con diametro di 8,2 metri) nell'Osservatorio del Paranal sito nel deserto di Atacama (Cile), gli scienziati hanno scoperto il buco nero nel sistema chiamato VFTS 243. Si tratta di un buco nero “dormiente”, ovvero che emette pochissimi raggi X (il metodo più usato per identificare questi corpi celesti), dunque molto difficile da rilevare. È stato identificato grazie all'interazione gravitazionale con la sua stella compagna, una gigante blu con una massa 25 volte superiore a quella del Sole. Il buco nero è invece di 9 masse solari. Entrambi orbitano a 160mila anni luce dalla Terra.

“Abbiamo identificato un ‘ago in un pagliaio'”, ha dichiarato il professor Shenar in un comunicato stampa dell'ESO. “Da più di due anni stiamo cercando tali sistemi binari di buchi neri”, gli ha fatto eco la coautrice dello studio Julia Bodensteiner, scienziata dell'ESO in Germania. “Sono stata molto emozionata quando ho sentito parlare di VFTS 243, che secondo me è il candidato più convincente segnalato fino ad oggi”, ha aggiunto l'esperta. I ricercatori hanno analizzato i dati più e più volte, ma non c'era altro che potesse spiegarli se non la presenza di un buco nero inattivo vicino alla stella blu. “Quando Tomer mi ha chiesto di ricontrollare le sue scoperte, ho avuto i miei dubbi. Ma non sono riuscito a trovare una spiegazione plausibile per i dati che non coinvolgessero un buco nero”, ha spiegato il dottor Kareem El-Badry Centro per l'Astrofisica Harvard & Smithsonian, soprannominato “distruttore di buchi neri” proprio perché con i suoi calcoli ha spesso confutato l'esistenza di altri buchi neri candidati. Non questa volta però. L'oscillazione della stella (velocità radiale) poteva infatti essere spiegata solo grazie alla presenza del buco nero inattivo.

Dalle loro osservazioni gli scienziati hanno inoltre scoperto che il buco nero si sarebbe formato senza l'esplosione della stella “madre”, una supernova, come si crede si formino normalmente questi corpi celesti. “La stella che ha formato il buco nero in VFTS 243 sembra essere completamente collassata, senza alcun segno di una precedente esplosione”, ha spiegato il professor Shenar. “Le prove di questo scenario di ‘collasso diretto' sono emerse di recente, ma il nostro studio fornisce probabilmente una delle indicazioni più dirette. Ciò ha enormi implicazioni per l'origine delle fusioni di buchi neri nel cosmo”, ha chiosato lo scienziato. I dettagli della ricerca “An X-ray-quiet black hole born with a negligible kick in a massive binary within the Large Magellanic Cloud” sono stati pubblicati sull'autorevole rivista scientifica Nature Astronomy.

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La prima storica immagine del buco nero al centro della Via Lattea: Sagittarius A*
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