La straordinaria scoperta del buco nero più vicino alla Terra



Su scala umana, mille anni luce sono una distanza immensa. Se un modello della Via Lattea fosse ridimensionato in modo tale che la Terra e il sole fossero alla distanza di un capello, HR 6819 sarebbe a circa sei chilometri. Ma nel grande schema della galassia, che è più di 100.000 anni luce di grandezza, HR 6819 è abbastanza vicino, e suggerisce che la Via Lattea è disseminata di buchi neri. 

“Se ne trovi uno [di buchi neri] molto vicino a te [alla Terra], e parti dal presupposto che non sei tu ad essere particolarmente bravo o fortunato, allora ce ne devono essere ovunque, là fuori”, afferma l’autore principale dello studio Thomas Rivinius, astronomo presso l’Osservatorio europeo australe (ESO, European Southern Observatory) in Cile.

I buchi neri in un vortice di stelle 

I ricercatori hanno da tempo stimato che la Via Lattea conta centinaia di milioni di buchi neri, oggetti estremamente densi, i cui campi gravitazionali sono così intensi che nemmeno la luce riesce a uscire. Ma riuscire a trovare questi oggetti scuri si è rivelato estremamente difficile.

Decine di buchi neri nella galassia sono stati individuati mentre si “alimentavano” di nuvole di gas vicine, un processo che emette raggi X quando il materiale turbina intorno ai bordi del buco nero. Ma la maggioranza dei buchi neri della nostra galassia sono invisibili, quindi l’unico modo per trovarli è osservare l’effetto gravitazionale che hanno sugli oggetti circostanti. 

Gli astronomi che studiano HR 6819 non stavano affatto cercando buchi neri. Volevano, invece, saperne di più su un paio di insolite stelle in orbita l’una intorno all’altra. La stella più esterna, conosciuta come stella Be, è molte volte più grande del sole, brucia ad una temperatura più elevata ed è più blu. All’equatore la superficie della stella gira a più di 480 chilometri al secondo, o 200 volte più veloce dell’equatore del sole. “Ruotano così rapidamente che il materiale quasi vola via da solo”, afferma Rivinius.

Nel 2004 una campagna di osservazione di quattro mesi di HR 6819 con il telescopio MPG/ESO da 2,2 metri presso l’osservatorio di La Silla in Cile ha rivelato che il sistema non era una classica coppia binaria di stelle. La “normale” stella interna sembrava in orbita attorno a un altro oggetto ogni 40,3 giorni, mentre la più grande stella Be era in orbita a una distanza molto più lontana, circondando sia la stella interna che il misterioso terzo oggetto.

Cinque anni dopo, Stan Štefl dell’Osservatorio europeo australe fu incaricato di riesaminare le osservazioni, che suggerivano la presenza di buchi neri nascosti all’interno di HR 6819. Ma nel 2014 Štefl morì in un incidente d’auto, il che portò allo stop dei lavori di riesame. 

A novembre 2019 Rivinius, esperto di stelle Be e collega di lunga data di Štefl, ebbe un nuovo spunto per riesaminare il sistema HR 6819: un altro gruppo aveva pubblicato uno studio che descriveva in dettaglio un sistema stellare denominato LB-1, con un buco nero circa 70 volte più grande del nostro sole.

Questo studio sollevò subito una grande sorpresa. In base a ciò che i fisici sanno sulla formazione dei buchi neri di massa stellare — derivanti dalla supernova di un’enorme stella — buchi neri di quella massa non dovrebbero essere in grado di formarsi. Quando una stella abbastanza grande da produrre buchi neri di quelle dimensioni muore, esplode in un modo tale che i detriti che ne derivano non possono collassare su se stessi. 

Il team di Rivinius notò tuttavia che i dati di LB-1 assomigliavano molto a quello che avevano osservato anni prima in HR 6819. Decisero di individuare il misterioso terzo oggetto del sistema, e basandosi sui calcoli dell’orbita e della luminosità della stella interna, scoprirono che l’oggetto invisibile è almeno 4,2 volte più grande del nostro sole, simile ad altri buchi neri noti della Via Lattea. 

SPAZIO: LE STELLE

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