Illustrazione di una collisione di un buco nero. Credito:Caltech-IPAC
Il problema con i buchi neri è che sono difficili da vedere. In genere possiamo rilevare la loro presenza solo quando possiamo rilevare la loro attrazione gravitazionale. E se ci sono buchi neri canaglia che viaggiano semplicemente attraverso la galassia e non sono legati a un altro astronomico luminoso, sarebbe diabolicamente difficile rilevarli. Ma ora abbiamo un nuovo potenziale set di dati per farlo.
Gaia ha appena rilasciato il suo enorme terzo set di dati che contiene dati astrometrici per oltre 1,5 miliardi di stelle, circa l'1% del numero totale di stelle nella galassia. Secondo un nuovo articolo di Jeff Andrews dell'Università della Florida e della Northwestern University, potrebbe essere possibile per Gaia rilevare perturbazioni causate da un buco nero canaglia che interagisce brevemente con uno degli 1,5 miliardi di stelle nel catalogo. Sfortunatamente, non è molto probabile che una tale interazione abbia effettivamente avuto luogo durante il tempo di osservazione di Gaia.
Questo articolo è il terzo di una serie che esplora potenzialmente l'uso del tesoro di nuovi dati su Gaia per trovare compagni di alcune delle sue stelle. Le stelle luminose sono la specialità di Gaia, ma molti hanno "compagni oscuri" che non sono così rilevabili come i loro partner che emettono luce. Non tutti questi compagni oscuri sono buchi neri, alcuni potrebbero essere stelle morte che hanno già bruciato attraverso la loro riserva di carburante ma non erano abbastanza massicce da formare un buco nero.
Il primo articolo ha esaminato come gli scienziati potrebbero utilizzare i dati di Gaia per raccogliere le firme di quei compagni oscuri. Il secondo si è concentrato sul fatto che i dati contengano accenni di relazioni orbitali binarie molto lunghe con periodi orbitali che sopravvivono alla linea temporale dell'osservazione. Entrambi questi studi indicano analisi valide che qualcuno senza dubbio intraprenderà ora che i dati Gaia saranno diffusi. Tuttavia, non affrontano quello che è potenzialmente il più interessante di tutti i compagni oscuri:i buchi neri.
Le stime mettono il numero di buchi neri nella Via Lattea tra 10 milioni e 1 miliardo, tra lo 0,01% e l'1% del probabile numero totale di stelle nella galassia. Ma la maggior parte di questi ha solo le dimensioni di una stella ed è estremamente difficile da rilevare utilizzando i dati convenzionali. Tuttavia, la loro attrazione potrebbe essere appena evidente nel set di dati di Gaia.
Gaia stessa raccoglie dati astrometrici, che rilevano la posizione, i movimenti e le magnitudini delle stelle. Qualsiasi interazione, per quanto fugace, con un buco nero, potrebbe potenzialmente influenzare una qualsiasi di queste metriche. Si tratta solo di capire cosa cercare.
Potrebbe non essere così facile, come chiariscono la matematica complessa e le "ipotesi estreme" che i dettagli dei documenti di Andrews. Nota che circa 300.000 stelle nel catalogo di Gaia stanno esibendo eventi di accelerazione. Tuttavia, osserva anche che, con alcune ipotesi molto generali sul contenuto di materia oscura della Via Lattea, nessuna di queste 300.000 accelerazioni osservate è probabilmente dovuta alle interazioni con un buco nero canaglia.
Ma ciò non significa che non sia possibile rilevare alcuna interazione del genere con Gaia. In effetti, Andrews crede che sia possibile, con alcune ipotesi in più su come è strutturata la galassia stessa. Un buco nero canaglia che interagisce transitoriamente con una stella luminosa è solo un evento raro che molto probabilmente Gaia non l'ha catturato durante il suo periodo di osservazione. Ma se un altro scienziato trova la prova di tale interazione nascosta nei dati o un'altra missione in futuro riesce a catturarne la prova, una tale scoperta sarebbe un vantaggio per la scienza dei buchi neri. + Esplora ulteriormente
