Un team di esperti internazionali rinomati per aver sfatato diverse scoperte di buchi neri, hanno trovato un buco nero di massa stellare nella Grande Nube di Magellano, una galassia vicina alla nostra. "Per la prima volta, il nostro team si è riunito per riferire sulla scoperta di un buco nero, invece di rifiutarne uno", dice il capo dello studio Tomer Shenar. Inoltre, hanno scoperto che la stella che ha dato origine al buco nero svanito senza alcun segno di una potente esplosione. La scoperta è stata fatta grazie a sei anni di osservazioni ottenute con il Very Large Telescope (VLT) dell'European Southern Observatory (ESO).
"Abbiamo identificato un 'ago in un pagliaio'", dice Shenar che ha iniziato lo studio presso KU Leuven in Belgio e ora è Marie-Curie Fellow presso l'Università di Amsterdam, nei Paesi Bassi. Sebbene siano stati proposti altri candidati simili ai buchi neri, il team afferma che questo è il primo buco nero di massa stellare "dormiente" ad essere rilevato in modo inequivocabile al di fuori della nostra galassia.
Buchi neri di massa stellare si formano quando le stelle massicce raggiungono la fine della loro vita e collassano sotto la propria gravità. In un sistema binario, un sistema di due stelle che ruotano l'una attorno all'altra, questo processo lascia un buco nero in orbita con una stella compagna luminosa. Il buco nero è "dormiente" se non emette alti livelli di radiazioni di raggi X, che è il modo in cui tali buchi neri vengono tipicamente rilevati.
"È incredibile che non conosciamo quasi nessun buco nero dormiente, dato come gli astronomi comuni credono che siano", spiega il coautore Pablo Marchant di KU Leuven. Il buco nero appena scoperto è almeno nove volte la massa del nostro Sole e orbita attorno a una calda stella blu che pesa 25 volte la massa del Sole.
I buchi neri dormienti sono particolarmente difficili da individuare poiché non interagiscono molto con l'ambiente circostante. “Sono più di due anni che li cerchiamo sistemi binari-buchi neri, " afferma la coautrice Julia Bodensteiner, ricercatrice presso l'ESO in Germania. "Ero molto emozionato quando ho sentito parlare di VFTS 243, che secondo me è il candidato più convincente segnalato fino ad oggi."
Per trovare VFTS 243, la collaborazione ha cercato quasi 1000 stelle massicce nella regione della Nebulosa Tarantola del Grande nuvola di Magellano, cercando quelli che potrebbero avere i buchi neri come compagni. Identificare questi compagni come buchi neri è estremamente difficile, poiché esistono così tante possibilità alternative.
Credito: ESO
"Come ricercatore che ha smascherato potenziali buchi neri negli ultimi anni, ero estremamente scettico riguardo a questa scoperta", dice Shenar. Lo scetticismo è stato condiviso dal coautore Kareem El-Badry del Center for Astrophysics | Harvard e Smithsonian negli Stati Uniti, che Shenar chiama il "distruttore di buchi neri". “Quando Tomer mi ha chiesto di ricontrollare le sue scoperte, ho avuto i miei dubbi. Ma non sono riuscito a trovare una spiegazione plausibile per i dati che non hanno coinvolto un buco nero", spiega El Badry.
La scoperta consente inoltre al team una visione unica dei processi che accompagnano il formazione di buchi neri. Gli astronomi ritengono che un buco nero di massa stellare si formi come nucleo di a enorme stella morente crolla, ma rimane incerto se questo sia accompagnato o meno da una potente esplosione di supernova.
"La stella che ha formato il buco nero in VFTS 243 sembra essere completamente collassata, senza alcun segno di una precedente esplosione", spiega Shenar. “Le prove di questo scenario di 'collasso diretto' sono emerse di recente, ma il nostro studio fornisce probabilmente una delle indicazioni più dirette. Questo ha enormi implicazioni per l'origine di fusioni di buchi neri nel cosmo”.
Il buco nero in VFTS 243 è stato trovato utilizzando sei anni di osservazioni della Nebulosa Tarantola da parte dello strumento Fiber Large Array Multi Element Spectrograph (FLAMES) sul VLT dell'ESO.
Nonostante il soprannome di "polizia del buco nero", il team incoraggia attivamente il controllo e spera che il loro lavoro, pubblicato oggi su Nature Astronomy, consentirà la scoperta di altre masse stellari buchi neri in orbita attorno a stelle massicce, migliaia dei quali si prevede esistano nella Via Lattea e nelle Nubi di Magellano.
"Ovviamente mi aspetto che altri nel campo esaminino attentamente la nostra analisi e provino a inventare modelli alternativi", conclude El-Badry. “È un progetto molto eccitante in cui essere coinvolti.”
Riferimento della Gazzetta
- Tomer Shenar, Hugues Sana, Laurent Mahy, Kareem El-Badry, Pablo Marchant, Norbert Langer, Calum Hawcroft, Matthias Fabry, Koushik Sen, Leonardo A. Almeida, Michael Abdul-Masih11, Julia Bodensteiner, Paul Crowther, Mark Gieles, Mariusz Gromadzki , Vincent Henault-Brunet, Artemio Herrero, Alex de Koter, Patryk Iwanek, Szymon Kozłowski, Danny J. Lennon, Jesús Maíz Apellániz, Przemysław Mroz, Anthony FJ Moffat, Annachiara Picco, Paweł Pietrukowicz, Radosław Poleski, Krzysztof Rybicki, Fabian RN Schneider , Dorota M. Skowron, Jan Skowron, Igor Soszynski, Michał K. Szymanski, Silvia Toonen, Andrzej Udalski, Krzysztof Ulaczyk, Jorick S. Vink, Marcin Wrona. Un buco nero silenzioso ai raggi X nato con un calcio trascurabile in un massiccio binario della Grande Nube di Magellano Research Paper
