L'impressione di questo artista mostra come potrebbe apparire il sistema binario VFTS 243 se lo osservassimo da vicino. Il sistema, che si trova nella Nebulosa Tarantola nella Grande Nube di Magellano, è composto da una calda stella blu con 25 volte la massa del Sole e un buco nero, che è almeno nove volte la massa del Sole. Le dimensioni delle due componenti binarie non sono in scala:in realtà, la stella blu è circa 200.000 volte più grande del buco nero. Si noti che l'effetto "lente" attorno al buco nero viene mostrato solo a scopo illustrativo, per rendere questo oggetto scuro più evidente nell'immagine. L'inclinazione del sistema significa che, guardandolo dalla Terra, non possiamo osservare il buco nero che eclissa la stella. Credito:Credito:ESO/L. Calçada
Un team di esperti internazionali noti per aver ridimensionato le scoperte dei buchi neri ha trovato un buco nero di massa stellare dormiente nella Grande Nube di Magellano, una galassia che confina con la Via Lattea. Il team include Kareem El-Badry, soprannominato da altri astronomi come il "distruttore di buchi neri", del Center for Astrophysics | Harvard e Smithsonian (CfA).
"Per la prima volta, il nostro team si è riunito per riferire sulla scoperta di un buco nero, invece di rifiutarne uno", afferma il capo dello studio Tomer Shenar, Marie-Curie Fellow presso l'Università di Amsterdam nei Paesi Bassi.
Il team ha scoperto che la stella che ha dato origine al buco nero è scomparsa senza alcun segno di una potente esplosione.
"Abbiamo identificato un ago in un pagliaio", dice Shenar. Sebbene siano stati proposti altri buchi neri simili, il team afferma che questo è il primo buco nero di massa stellare "dormiente" ad essere rilevato in modo inequivocabile al di fuori della galassia della Via Lattea. Il lavoro è stato pubblicato oggi sulla rivista Nature Astronomy.
Buchi neri di massa stellare si formano quando stelle massicce raggiungono la fine della loro vita e collassano sotto la loro stessa gravità. In un sistema binario, un sistema di due stelle che ruotano l'una attorno all'altra, questo processo lascia un buco nero in orbita con una stella compagna luminosa. Il buco nero è "dormiente" se non emette alti livelli di radiazioni di raggi X, che è il modo in cui tali buchi neri vengono tipicamente rilevati.
La scoperta è stata fatta grazie a sei anni di osservazioni ottenute con il Very Large Telescope (VLT) dell'European Southern Observatory (ESO).
"È incredibile che non conosciamo quasi nessun buco nero dormiente, dato il modo in cui gli astronomi credono che siano comuni", spiega il coautore Pablo Marchant di KU Leuven. Il buco nero appena scoperto è almeno nove volte la massa del Sole e orbita attorno a una calda stella blu che pesa 25 volte la massa del Sole.
I buchi neri dormienti sono particolarmente difficili da individuare poiché non interagiscono molto con l'ambiente circostante.
"Da più di due anni cerchiamo sistemi binari di questo tipo", afferma la coautrice Julia Bodensteiner, ricercatrice presso l'ESO in Germania. "Ero molto emozionato quando ho sentito parlare di VFTS 243, che secondo me è il candidato più convincente segnalato fino ad oggi".
Brillando brillantemente a circa 160.000 anni luce di distanza, la Nebulosa Tarantola è la caratteristica più spettacolare della Grande Nube di Magellano, una galassia satellite della Via Lattea. Questa immagine del VLT Survey Telescope all'Osservatorio del Paranal dell'ESO in Cile mostra la regione e i suoi ricchi dintorni in grande dettaglio. Rivela un paesaggio cosmico di ammassi stellari, nubi di gas incandescenti e resti sparsi di esplosioni di supernova. Credito:Credito:ESO
Per trovare VFTS 243, la collaborazione ha cercato quasi 1.000 stelle massicce nella regione della Nebulosa Tarantola della Grande Nube di Magellano, cercando quelle che potrebbero avere buchi neri come compagni. Identificare questi compagni come buchi neri è estremamente difficile, poiché esistono così tante possibilità alternative.
"Come ricercatore che ha smascherato potenziali buchi neri negli ultimi anni, ero estremamente scettico riguardo a questa scoperta", afferma Shenar.
Lo scetticismo è stato condiviso dal coautore del CfA El-Badry, che Shenar chiama il "distruttore di buchi neri". Un recente Rivista Harvard allo stesso modo, la storia definisce El-Badry un "sfatato buco nero".
"Quando Tomer mi ha chiesto di ricontrollare le sue scoperte, avevo i miei dubbi. Ma non sono riuscito a trovare una spiegazione plausibile per i dati che non riguardassero un buco nero", spiega El-Badry.
La scoperta consente inoltre al team una visione unica dei processi che accompagnano la formazione dei buchi neri. Gli astronomi ritengono che un buco nero di massa stellare si formi quando il nucleo di una massiccia stella morente collassa, ma non è chiaro se questo sia accompagnato o meno da una potente esplosione di supernova.
"La stella che ha formato il buco nero in VFTS 243 sembra essere completamente collassata, senza alcun segno di una precedente esplosione", spiega Shenar. "Recentemente sono emerse prove di questo scenario di 'collasso diretto', 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".
Il buco nero nel VFTS 243 è stato trovato utilizzando sei anni di osservazioni della Nebulosa Tarantola da parte dello strumento Fiber Large Array Multi Element Spectrograph (FLAMES) sul VLT dell'ESO. FLAMES consente agli astronomi di osservare più di cento oggetti contemporaneamente, un notevole risparmio di tempo del telescopio rispetto allo studio di ogni oggetto uno per uno.
Nonostante il soprannome di "polizia del buco nero", il team incoraggia attivamente il controllo e spera che il loro lavoro consentirà la scoperta di altri buchi neri di massa stellare in orbita attorno a stelle massicce, migliaia dei quali si prevede esistano nella Via Lattea e nelle Nubi di Magellano .
"Ovviamente mi aspetto che altri nel campo esaminino attentamente la nostra analisi e provino a inventare modelli alternativi", afferma El-Badry. "È un progetto molto eccitante in cui essere coinvolti". + Esplora ulteriormente
