Gli astroniomemi individuano un nuovo tipo di buco nero
Astronomia ha finora identificato solo due tipi di buco nero: supermassicio e stellare. Da tempo si sospettava che dovesse esistere qualcosa in mezzo, e ora una squadra internazionale guidata da Maximilian Häberle dell'Istituto Max-Planck per l'Astronomia a Heidelberg ha trovato prove affidabili per proprio motivo di un buco nero intermedio.
Per un lungo tempo, si sospettava in astronomia che dovesse esistere anche un buco nero intermedio. Tuttavia, finora non si sono ottenuti osservazioni affidabili. Ora, però, questa squadra ha trovato le migliori prove per proprio motivo di un buco nero di questo tipo.
Nell'archivio dati del Telescopio Spaziale Hubble, la squadra ha rilevato sette stelle che si muovono con velocità estremamente alte nel centro del globular cluster Omega Centauri. Solo la forza gravitazionale di un buco nero può spiegare il movimento di queste stelle, secondo i ricercatori, che ne hanno parlato nel giornale "Nature". Dalle loro misurazioni, concludono che il buco nero al centro di Omega Centauri ha una massa di 82.000 volte quella del Sole.
Il nuovo buco nero descritto è - in termini cosmici - relativamente vicino a Terra. Si trova a circa 18.000 anni luce di distanza, spiega co-autore Nadine Neumayer. Questo ne fa il campione più vicino noto di un buco nero massiccio. Il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea si trova a circa 27.000 anni luce di distanza.
Mille Massime Solari
Gli astronomi avevano a lungo cercato di trovare nuovi buchi neri cercando stelle che si muovessero a grande velocità - invano. Häberle ha ripreso la ricerca e si è rivolto ai dati del Telescopio Spaziale Hubble, che non erano stati utilizzati per questa finalità in precedenza. In totale, a Häberle erano disponibili 500 immagini archiviate da un periodo di 20 anni. Il ricercatore ha misurato con cura la velocità di circa 150.000 stelle su queste immagini.
"La ricerca delle stelle veloci e la documentazione del loro movimento era come la proverbiale ricerca della biscaccia nella fienagghiera", spiega il ricercatore. Infine, Häberle non solo ha creato il catalogo più comprensivo dei movimenti delle stelle in Omega Centauri, ma anche ne ha trovate sette: sette stelle che si muovono a alta velocità. Con questa velocità, queste stelle dovrebbero volare fuori dal cluster stellare, secondo Häberle. Solo la forza gravitazionale di un buco nero con una massa di 82.000 volte quella del Sole può tenere le stelle in posizione, come mostrano i suoi calcoli.
Scoprire un buco nero con una massa di tale ordine è di grande significato per gli astronomi. Fino ad ora, gli astronomi erano familiari solo con due tipi di buchi neri. I buchi neri stellari, con una massa fino a 150 masse solari, si formano quando le stelle di grandi dimensioni esauriscono il loro carburante nucleare e collassano. E c'erano i buchi neri supermassicci nel centro delle galassie con la milione o anche la bilione di volte la massa del Sole.
Questi super-massicci buchi neri si credevano aver formato, secondo ipotesi, attraverso la fusione di piccoli buchi neri con diverse migliaia di masse solari. Alcuni di questi buchi neri intermedi dovrebbero ancora esistere nell'universo oggi. Infatti, gli astronomi hanno scoperto una serie di candidati per tali oggetti in piccole galassie e gruppi di stelle. Tuttavia, finora non si è ottenuta prova diretta di questo: Il movimento delle stelle in tali oggetti distanti è troppo difficile da osservare.
Una Galassia inghiottita dalla Via Lattea
Omega Centauri entra in gioco qui: È il globular cluster più grande della Via Lattea, con dieci milioni di stelle, e è persino visibile a occhio nudo nel hemisferio meridionale. Si crede che Omega Centauri fosse una volta il centro di una piccola galassia che si è scontrata con la Via Lattea e ne ha perso le regioni esterne miliardi di anni fa.
L'idea era: Se tale collisione si era verificata, allora un buco nero intermedio esistente nel centro della piccola galassia dovrebbe ancora essere presente in Omega Centauri oggi. E per la vicinanza del globular cluster a Terra, il movimento delle stelle può essere osservato.
Le stelle recentemente scoperte da Häberle e la sua squadra supportano questa ipotesi e forniscono le migliori prove fino ad ora per l'esistenza di buchi neri intermedi. Tuttavia, gli immagini del Hubble mostrano solo il movimento delle stelle nel cielo e non il movimento verso o via da noi. Il movimento radiale dei sette stelle rapidamente muoventi, che i ricercatori ora vogliono misurare con il Telescopio Spaziale James Webb, aiuterà a porre definitivamente i dubbi su esistenza del buco nero in Omega Centauri a riposo.
Questa nuova scoperta di un buco nero intermedio con una massa di 82.000 volte quella del Sole in Omega Centauri ha importanza per l'astronomia, poichè espande la nostra comprensione dei tipi di buchi neri oltre a quelli stellari e supermassicci. Questa scoperta potrebbe anche supportare l'ipotesi che tali buchi neri si formino attraverso la fusione di piccoli buchi neri.
La vicinanza di Omega Centauri, che si trova a circa 18.000 anni luce di distanza, ne fa un ideale obiettivo per osservare il movimento delle stelle, fornendo prove cruciali per l'esistenza di buchi neri intermedi. Il movimento delle sette stelle rapidamente muoventi scoperte da Häberle e la sua squadra sarà ulteriormente studiato utilizzando il Telescopio Spaziale James Webb, con l'obiettivo di mettere in luce il movimento radiale del buco nero e fornire la conferma definitiva.
Questa ricerca, condotta utilizzando i dati archiviati dal Telescopio Spaziale Hubble, mette in evidenza l'importanza di riprendere e rianalizzare i dati esistenti in astronomia. Ripensando con cura alle 150.000 stelle misurate in oltre 500 immagini, Häberle è riuscito a identificare le sette stelle che si muovono a velocità estremamente alte, portando a una scoperta a sensazionali di questo intermedio buco nero.
