Buco nero solitario nascosto in un ammasso stellare gigante

Il comportamento strano della stella rivela il buco nero solitario nascosto in un ammasso stellare gigante

Gli astronomi che utilizzano lo strumento MUSE dell’ESO sul Very Large Telescope in Cile hanno scoperto una stella nel cluster NGC 3201 che si sta comportando in modo molto strano. Sembra essere in orbita attorno a un buco nero invisibile con circa quattro volte la massa del Sole – il primo buco nero di massa stellare inattivo trovato in un ammasso globulare e il primo trovato rilevando direttamente la sua attrazione gravitazionale. Questa importante scoperta ha un impatto sulla nostra comprensione della formazione di questi ammassi stellari, dei buchi neri e delle origini degli eventi delle onde gravitazionali.
I cluster di stelle globulari sono enormi sfere di decine di migliaia di stelle che orbitano attorno alla maggior parte delle galassie. Sono tra i più antichi sistemi stellari conosciuti nell’universo e risalgono all’inizio della crescita e dell’evoluzione della galassia. Più di 150 sono attualmente noti per appartenere alla Via Lattea.

This image from the NASA/ESA Hubble Space Telescope shows the central region of the rich globular star cluster NGC 3201 in the southern constellation of Vela (The Sails). A star that has been found to be orbiting a black hole with four times the mass of the Sun is indicated with blue circle.

Un cluster particolare, chiamato NGC 3201 e situato nella costellazione meridionale di Vela (The Sails), è stato ora studiato utilizzando lo strumento MUSE sul Very Large Telescope dell’ESO in Cile. Una squadra internazionale di astronomi ha scoperto che una delle stelle in NGC 3201 si comporta in modo molto strano – viene lanciata avanti e indietro a velocità di diverse centinaia di migliaia di chilometri all’ora, con lo schema ripetuto ogni 167 giorni.
L’autore principale Benjamin Giesers ( Georg-August-Universität Göttingen , Germania) è stato affascinato dal comportamento della stella: “Era in orbita attorno a qualcosa che era completamente invisibile, che aveva una massa più di quattro volte il Sole – questo poteva essere solo un buco nero! Il primo si trova in un ammasso globulare osservando direttamente la sua attrazione gravitazionale ”
La relazione tra buchi neri e ammassi globulari è importante e misteriosa. A causa delle loro grandi masse e delle loro grandi età, si pensa che questi grappoli abbiano prodotto un gran numero di buchi neri di massa stellare – creati come stelle massicce al loro interno esplose e crollate durante la lunga vita del grappolo.
Dalle proprietà osservate la stella è circa 0,8 volte la massa del nostro Sole, e la massa della sua controparte misteriosa è stata calcolata a circa 4,36 volte la massa del Sole – quasi certamente un buco nero.
Recenti rilevazioni di sorgenti radio e di raggi X in ammassi globulari, così come il rilevamento nel 2016 di segnali di onde gravitazionali prodotte dalla fusione di due buchi neri di massa stellare, suggeriscono che questi buchi neri relativamente piccoli potrebbero essere più comuni nei cluster globulari di quanto si pensasse in precedenza.
Giesers conclude: ” Fino a poco tempo fa, si supponeva che quasi tutti i buchi neri sarebbero scomparsi dai cluster globulari dopo un breve periodo e che sistemi come questo non dovrebbero nemmeno esistere! Ma chiaramente questo non è il caso – la nostra scoperta è la prima rivelazione diretta degli effetti gravitazionali di un buco nero di massa stellare in un ammasso globulare. Questa scoperta aiuta a comprendere la formazione di ammassi globulari e l’evoluzione dei buchi neri e dei sistemi binari – vitale nel contesto della comprensione delle sorgenti di onde gravitazionali ”.