Nell'illustrazione di questo artista, un buco nero di massa intermedia in primo piano distorce la luce proveniente dall'ammasso globulare sullo sfondo. Una nuova ricerca suggerisce che un 2, 200 buchi neri di massa solare si trovano al centro dell'ammasso globulare 47 Tucanae. Credito:CfA / M. Weiss
Tutti i buchi neri conosciuti si dividono in due categorie:piccoli, buchi neri di massa stellare del peso di pochi Soli, e buchi neri supermassicci che pesano milioni o miliardi di soli. Gli astronomi si aspettano che buchi neri di massa intermedia del peso di 100 - 10, Esistono anche 000 Soli, ma finora non è stata trovata alcuna prova conclusiva di tali pesi medi. Oggi, gli astronomi stanno annunciando nuove prove che un buco nero di massa intermedia (IMBH) del peso di 2, 200 Soli si nasconde al centro dell'ammasso globulare 47 Tucanae.
"Vogliamo trovare buchi neri di massa intermedia perché sono l'anello mancante tra buchi neri di massa stellare e supermassicci. Potrebbero essere i semi primordiali che sono cresciuti nei mostri che vediamo oggi nei centri delle galassie, ", afferma l'autore principale Bulent Kiziltan dell'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA).
Questo lavoro appare nel 9 febbraio, 2017, numero della prestigiosa rivista scientifica Natura .
47 Tucanae è un ammasso stellare di 12 miliardi di anni situato a 13, 000 anni luce dalla Terra nella costellazione meridionale di Tucana il Tucano. Contiene migliaia di stelle in una sfera di soli 120 anni luce di diametro. Contiene anche circa due dozzine di pulsar che erano obiettivi importanti di questa indagine.
47 Tucanae è stato precedentemente esaminato per un buco nero centrale senza successo. Nella maggior parte dei casi, un buco nero viene trovato cercando i raggi X provenienti da un disco caldo di materiale che vortica intorno ad esso. Questo metodo funziona solo se il buco nero si nutre attivamente di gas nelle vicinanze. Il centro di 47 Tucanae è senza gas, effettivamente affamando qualsiasi buco nero che potrebbe nascondersi lì.
La concezione di questo artista mostra un'altra rappresentazione del buco nero di massa intermedia che potrebbe annidarsi al centro dell'ammasso globulare 47 Tucanae. Credito:B. K?z?ltan &T. Karacan
Anche il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea tradisce la sua presenza per la sua influenza sulle stelle vicine. Anni di osservazioni all'infrarosso hanno mostrato una manciata di stelle nel nostro centro galattico che girano attorno a un oggetto invisibile con un forte strattone gravitazionale. Ma il centro affollato di 47 Tucanae rende impossibile osservare i movimenti delle singole stelle.
La nuova ricerca si basa su due linee di evidenza. Il primo è il moto generale delle stelle in tutto l'ammasso. L'ambiente di un ammasso globulare è così denso che le stelle più pesanti tendono ad affondare al centro dell'ammasso. Un IMBH al centro dell'ammasso agisce come un "cucchiaio" cosmico e agita la pentola, facendo in modo che quelle stelle si fiondano a velocità più elevate e distanze maggiori. Ciò impartisce un segnale sottile che gli astronomi possono misurare.
Utilizzando simulazioni al computer di moti e distanze stellari, e confrontandoli con osservazioni in luce visibile, il team trova prove proprio per questo tipo di agitazione gravitazionale.
La seconda linea di prove viene dalle pulsar, resti compatti di stelle morte i cui segnali radio sono facilmente rilevabili. Questi oggetti vengono anche scagliati dalla gravità dell'IMBH centrale, facendo sì che si trovino a distanze maggiori dal centro dell'ammasso di quanto ci si aspetterebbe se non esistesse un buco nero.
Combinato, questa evidenza suggerisce la presenza di un IMBH di circa 2, 200 masse solari entro 47 Tucanae.
Poiché questo buco nero è sfuggito al rilevamento per così tanto tempo, simili IMBH potrebbero nascondersi in altri ammassi globulari. La loro localizzazione richiederà dati simili sulle posizioni e sui movimenti sia delle stelle che di qualsiasi pulsar all'interno degli ammassi.
