I buchi neri stellari si formano dal collasso di stelle massicce e quelli precedentemente identificati nella Via Lattea sono in media circa 10 volte più massicci del sole. Anche il successivo buco nero stellare più massiccio conosciuto nella nostra galassia, Cygnus X-1, raggiunge solo 21 masse solari, rendendo eccezionale questa nuova osservazione di 33 masse solari.

Sorprendentemente, questo buco nero è anche estremamente vicino a noi:a soli 2.000 anni luce di distanza nella costellazione dell’Aquila, è il secondo buco nero più vicino alla Terra. Soprannominato Gaia BH3 o BH3 in breve, è stato trovato mentre il team stava esaminando le osservazioni di Gaia in preparazione per un prossimo rilascio di dati.

"Nessuno si aspettava di trovare un buco nero di massa elevata in agguato nelle vicinanze, finora non rilevato", afferma Pasquale Panuzzo, membro della collaborazione con Gaia e astronomo dell'Osservatorio di Parigi, parte del Centro nazionale francese per la ricerca scientifica (CNRS). "Questo è il tipo di scoperta che fai una volta nella tua vita di ricerca."

Per confermare la loro scoperta, la collaborazione Gaia ha utilizzato dati provenienti da osservatori a terra, incluso lo strumento Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph (UVES) sul VLT dell'ESO, situato nel deserto di Atacama in Cile. Queste osservazioni hanno rivelato proprietà chiave della stella compagna che, insieme ai dati di Gaia, hanno permesso agli astronomi di misurare con precisione la massa di BH3.

Gli astronomi hanno trovato buchi neri altrettanto massicci fuori dalla nostra galassia (usando un metodo di rilevamento diverso) e hanno teorizzato che potrebbero formarsi dal collasso di stelle con pochissimi elementi più pesanti dell’idrogeno e dell’elio nella loro composizione chimica. Si ritiene che queste cosiddette stelle povere di metalli perdano meno massa nel corso della loro vita e quindi abbiano più materiale rimasto per produrre buchi neri di massa elevata dopo la loro morte. Ma finora mancavano prove che collegassero direttamente le stelle povere di metalli ai buchi neri di massa elevata.

Le stelle in coppia tendono ad avere composizioni simili, il che significa che la compagna di BH3 contiene importanti indizi sulla stella che è collassata per formare questo eccezionale buco nero. I dati UVES hanno mostrato che la compagna era una stella molto povera di metalli, indicando che anche la stella che collassò per formare BH3 era povera di metalli, proprio come previsto.

La ricerca, guidata da Panuzzo e intitolata "Discovery of a dormant 33 solar-mass blackhole in pre-release Gaia astrometry" è pubblicata su Astronomia &Astrofisica .

"Abbiamo compiuto il passo eccezionale di pubblicare questo articolo sulla base dei dati preliminari prima dell'imminente rilascio di Gaia a causa della natura unica della scoperta", afferma la coautrice Elisabetta Caffau, anche lei membro della collaborazione Gaia dell'Osservatorio di Parigi del CNRS. Rendere disponibili i dati in anticipo consentirà ad altri astronomi di iniziare a studiare questo buco nero proprio adesso, senza attendere il rilascio completo dei dati, previsto non prima della fine del 2025.

Ulteriori osservazioni di questo sistema potrebbero rivelare di più sulla sua storia e sul buco nero stesso. Lo strumento GRAVITY sull'interferometro VLT dell'ESO, ad esempio, potrebbe aiutare gli astronomi a scoprire se questo buco nero sta attirando materia dall'ambiente circostante e a comprendere meglio questo oggetto emozionante.