Credito:A. Irrgang, Fau
Un team internazionale di astronomi ha individuato l'origine di una stella fuggitiva ad alta velocità chiamata PG 1610+062 e ha determinato che è stata probabilmente espulsa dal suo ammasso di nascita con l'aiuto di un buco nero di media massa (MMBH).
I risultati sono pubblicati sulla rivista Astronomia e astrofisica .
Al fine di porre vincoli stretti alla velocità di rotazione proiettata di PG 1610+062, la sua velocità radiale, oltre a misurare accuratamente la sua composizione chimica, il team aveva bisogno dei dati spettrali della stella, ma la sua distanza e posizione nel cielo hanno reso l'Echellette Spectrograph and Imager (ESI) dell'Osservatorio W. M. Keck l'unico strumento per il lavoro.
"Nell'emisfero settentrionale, solo la combinazione di Keck Observatory ed ESI ci ha dato ciò di cui avevamo bisogno. L'area di raccolta di Keck ci ha permesso di raccogliere abbastanza fotoni per il nostro oggetto e ESI ha esattamente la giusta risoluzione, che è sufficientemente alto per risolvere tutte le caratteristiche spettrali, ", afferma il coautore Thomas Kupfer, uno studioso post-dottorato del Kavli Institute for Theoretical Physics presso l'Università della California, Santa Barbara.
Mentre in precedenza era considerata una vecchia stella con mezza massa solare, tipico dell'alone galattico, i dati dell'Osservatorio Keck hanno rivelato che PG1610+062 è in realtà una stella sorprendentemente giovane dieci volte più massiccia, espulso dal disco galattico quasi alla velocità di fuga dalla Via Lattea.
Alcune stelle ancora più veloci, chiamate stelle di ipervelocità (HVS), esistono:i primi tre sono stati scoperti nel 2005. Tra questi c'è l'unica stella US 708, che è stato trovato da osservazioni utilizzando lo spettrometro di imaging a bassa risoluzione (LRIS) sul telescopio Keck I; stava andando così veloce da sfuggire all'attrazione gravitazionale della Via Lattea. Per raggiungere tali velocità è necessario un evento di fionda estremamente drammatico.
Giovane, stelle massicce come PG 1610+062 nell'alone galattico della Via Lattea vivono lontano dalle regioni di formazione stellare della nostra galassia. Gli astronomi stanno cercando di capire come queste "stelle in fuga" siano state costrette a lasciare il loro luogo di nascita. Nuove osservazioni di PG 1610+062 suggeriscono che un buco nero di medie dimensioni nella Via Lattea potrebbe essere responsabile dello sfratto della stella dal suo ammasso di origine. Credito:A. Irrgang, Fau
Le simulazioni effettuate nel 1988 suggerivano che un gigante, 4 milioni di buchi neri di massa solare (SMBH) potrebbero fare il trucco. Interrompendo un sistema stellare binario, cioè ingoiare una stella e lasciare al suo partner stellare tutta l'energia del sistema, espellendolo ben oltre la velocità di fuga della Via Lattea. In mancanza di altre spiegazioni plausibili per la formazione di HVS, questo scenario è stato prontamente accettato come meccanismo di espulsione standard, in particolare dopo che le prove osservative dell'esistenza di un tale SMBH presso il Centro Galattico sono diventate schiaccianti nei primi anni 2000.
Utilizzando le misurazioni di precisione astrometrica senza precedenti della navicella spaziale Gaia dell'Agenzia spaziale europea, PG1610+062 è stato rintracciato in nessun luogo vicino al Centro Galattico, ma al braccio a spirale del Sagittario della nostra galassia, quindi escludendo l'idea che il Centro Galattico SMBH si sia fiondato alla stella.
Ancora più interessante è l'accelerazione estrema derivata di PG1610+062, che esclude molto probabilmente tutti gli scenari alternativi tranne l'interazione con un MMBH. Si prevede che tali oggetti esistano in giovani ammassi stellari nei bracci a spirale della Via Lattea, ma nessuno è stato ancora rilevato.
"Ora, PG1610+062 potrebbe fornire la prova che gli MMBH potrebbero effettivamente esistere nella nostra galassia. La corsa è per trovarli davvero, ", afferma l'autore principale Andreas Irrgang dell'Università Friedrich-Alexander di Erlangen-Norimberga in Germania.
C'è molto altro da imparare su questa stella e il suo luogo di origine. Mentre la missione di Gaia procede, migliorerà la precisione e si restringerà ulteriormente il luogo di origine, forse permettendo agli astronomi di cercare l'ammasso stellare genitore e, infine, il buco nero.
Il gruppo, che include Felix Fürst del Centro europeo di astronomia spaziale in Spagna, Stephan Geier dell'Istituto di Fisica e Astronomia dell'Università di Potsdam in Germania, e Ulrich Heber dell'Università Friedrich-Alexander di Erlangen-Norimberga, sta attualmente cercando ulteriori candidati simili a PG1610+062 utilizzando Gaia e altri grandi telescopi per sondaggi. Il più luminoso, quelli più vicini potrebbero essere adatti per risalire ai nuclei degli ammassi stellari, che potrebbero fornire prove di buchi neri di massa intermedia nei loro centri.
