Coelum Astronomia 219 - 2018 - Page 17

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decine di volte la massa del Sole. Ma in mancanza di una formazione stellare continua, come nel caso degli ammassi globulari, i buchi neri di massa stellare diventano rapidamente gli oggetti più massicci presenti nell’ammasso. Teorie recenti hanno concluso che i buchi neri si ritrovano a formare un denso nucleo all’interno dell’ammasso, che quindi si distacca dal resto del materiale. Moti al centro dell’ammasso potrebbero poi espellere la maggior parte dei buchi neri, con la conseguenza che solo pochi sopravvivrebbero dopo un miliardo di anni. Ma fin’ora erano solo teorie.

Poiché la luce non è in grado di sfuggire ai buchi neri a causa della loro enorme forza di gravità, il metodo primario per trovarli è attraverso l’osservazione di emissione nella banda radio o in quella dei raggi X prodotta dal materiale caldissimo che li circonda. Ma quando un buco nero non interagisce con la materia calda e non accumula massa o emette radiazione, come in questo caso, il buco nero è “inattivo” e quindi invisibile, serve perciò un diverso metodo per rilevarlo.

Lo strumento MUSE dell’ESO fornisce agli astronomi proprio questa possibilità: misurare il moto di migliaia di stelle lontane nello stesso momento per rivelare la presenza di oggetti massicci che ne influenzino l’orbita. Con questi nuovi risultati, l’equipe ha avuto per la prima volta la possibilità di rivelare un buco nero inattivo nel cuore di un ammasso globulare.

Dalle proprietà osservate si sono infatti determinate le caratteristiche della stella dal movimento “anomalo” e dell’oggetto che lo causa: la stella ha una massa pari a circa 0,8 volte quella del Sole, mentre la massa della controparte misteriosa è circa 4,36 volte quella del Sole, quasi sicuramente un buco nero.

L’individuazione recente di sorgenti di onde radio e di raggi X negli ammassi globulari, così come gli eventi di onde gravitazionali osservati a partire dal 2016, causati dalla fusione di due buchi neri di massa stellare, suggeriscono che questi buchi neri relativamente piccoli possano essere più comuni, negli ammassi globulari, di quanto si pensasse finora.

Giesers conclude: «Fino a poco tempo si supponeva che quasi tutti i buchi neri sarebbero scomparsi dopo breve tempo dagli ammassi globulari e che sistemi come questi non potessero neppure esistere! Ma chiaramente non è così – la nostra scoperta è la prima evidenza diretta dell’effetto gravitazionale di un buco nero di massa stellare in un ammasso globulare. Questa scoperta ci aiuta a capire la formazione degli ammassi globulari e l’evoluzione di buchi neri e sistemi binari – ogni informazione in questa direzione è vitale per comprendere le sorgenti di onde gravitazionali».

I risultati di questo studio sono stati presentati nell’articolo “A detached stellar-mass black hole candidate in the globular cluster NGC 3201”, di B. Giesers et al., pubblicato dalla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Nella pagina precedente. Questa rappresentazione artistica mostra come potrebbero apparire la stella e il suo compagno buco nero, massiccio ma invisibile, all'interno del ricco ammasso globulare. Crediti: ESO/L. Calçada/spaceengine.org

Sotto. Questa immagine ottenuta con il telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA mosta la zona centrale del ricco ammasso globulare NGC 3201 nella costellazione australe della Vela. Indicata con un cerchio blu, la stella individuata che orbita intorno a un buco nero di massa pari a quattro volte quella del Sole. Crediti: ESA/NASA.