Rappresentazione artistica di una stella nana bianca (a sinistra) in orbita attorno a un buco nero e così vicina che gran parte del suo materiale viene trascinato via. L'inserto è un'osservazione dell'ammasso globulare ospite, 47 Tucani, catturato dall'Osservatorio a raggi X Chandra della NASA. Il sistema (noto come X9) è indicato dalla freccia, e basso, medio, e i raggi X ad alta energia sono colorati di rosso, verde, e blu rispettivamente. Credito:raggi X:NASA/CXC/Università di Alberta/A.Bahramian et al.; Illustrazione:NASA/CXC/M.Weiss.
Gli astronomi hanno trovato prove di una stella che gira intorno a un probabile buco nero due volte all'ora. Questa potrebbe essere la danza orbitale più stretta mai vista da un buco nero e da una stella compagna nella nostra galassia, la Via Lattea.
Questa scoperta è stata fatta utilizzando due dei telescopi spaziali della NASA, l'Osservatorio a raggi X Chandra e NuSTAR, e l'Australia Telescope Compact Array situato nel New South Wales, Australia.
La coppia stellare, nota come binaria, si trova nell'ammasso globulare 47 Tucanae, un denso ammasso di stelle nella nostra galassia circa 14, 800 anni luce di distanza dalla Terra.
Mentre gli astronomi conoscono il sistema binario da molti anni, non è stato fino al 2015 che un team guidato da ricercatori della Curtin University e dell'International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR) ha scoperto che era probabilmente costituito da un buco nero che estrae materiale da una stella compagna.
Nuove osservazioni di Chandra mostrano che il sistema, noto come X9, cambia costantemente la luminosità dei raggi X ogni 28 minuti, che è probabilmente il tempo impiegato dalla stella compagna per compiere un'orbita completa attorno al buco nero.
Insieme all'evidenza di grandi quantità di ossigeno nel sistema, questo dimostra che X9 contiene una stella nana bianca in orbita attorno a un buco nero ad appena 2,5 volte la distanza tra la Terra e la Luna.
"Questa nana bianca è così vicina al buco nero che il materiale viene allontanato dalla stella e scaricato su un disco di materia attorno al buco nero prima di cadere dentro, " ha detto il primo autore, il dottor Arash Bahramian, dalla University of Alberta in Canada e dalla Michigan State University negli Stati Uniti.
Rappresentazione artistica di una stella nana bianca (a sinistra) in orbita attorno a un buco nero e così vicina che gran parte del suo materiale viene trascinato via. C'è un punto caldo in cui il gas della nana bianca colpisce il disco di materia che vortica intorno al buco nero. Il buco nero stesso è circondato da una nuvola di gas ionizzato, che contiene grandi quantità di ossigeno. Credito:raggi X:NASA/CXC/Università di Alberta/A.Bahramian et al.; Illustrazione:NASA/CXC/M.Weiss.
"Fortunatamente per questa stella, non pensiamo che seguirà questo percorso nell'oblio, dovrebbe rimanere in orbita."
Sebbene la nana bianca non sembri essere in pericolo di cadere o di essere dilaniata dal buco nero, il suo destino è incerto.
Professore Associato James Miller-Jones, dalla Curtin University e ICRAR, disse, "Pensiamo che la stella possa aver perso gas a favore del buco nero per decine di milioni di anni e che ormai abbia perso la maggior parte della sua massa".
"Col tempo, pensiamo che l'orbita della stella si allargherà sempre di più man mano che si perderà ancora più massa, trasformandosi alla fine in un oggetto esotico simile al famoso pianeta diamante scoperto qualche anno fa, " Egli ha detto.
Come ha fatto il buco nero ad avere un compagno così vicino? Una possibilità è che il buco nero si sia schiantato contro una stella gigante rossa e quando il gas dalle regioni esterne della stella è stato espulso si è formato un binario contenente un buco nero e una nana bianca. L'orbita del binario si sarebbe quindi ridotta man mano che le onde gravitazionali venivano emesse fino a quando il buco nero non iniziava a estrarre materiale dalla nana bianca.
Le onde gravitazionali prodotte dal sistema binario hanno una frequenza troppo bassa per essere rilevate dalle strutture terrestri che hanno confermato l'esistenza delle onde gravitazionali lo scorso anno, ma è possibile che gli osservatori di onde gravitazionali nello spazio in futuro possano essere abbastanza sensibili per rilevarli.
Co-autore Vlad Tudor, anche dal nodo Curtin University di ICRAR, ha detto che una teoria alternativa implicherebbe una stella di neutroni che viene fatta ruotare mentre il materiale viene tirato via dal buco nero.
"Proprio come una trottola mentre estrai la corda dal suo centro per farla andare, ma questa teoria non spiega tutto ciò che vediamo qui, quindi la nostra migliore spiegazione attuale è che abbiamo a che fare con una nana bianca molto vicina a un buco nero, " Egli ha detto.
