Utilizzando il Very Large Telescope (VLT) dell’Osservatorio europeo meridionale, gli astronomi hanno scoperto un piccolo buco nero al di fuori della Via Lattea osservando come influenza il movimento di una stella nelle sue immediate vicinanze. Questa è la prima volta che questo metodo di rilevamento viene utilizzato per rivelare la presenza di un buco nero al di fuori della nostra galassia. Il metodo potrebbe essere la chiave per svelare i buchi neri nascosti nella Via Lattea e nelle galassie vicine e per aiutare a far luce su come questi misteriosi oggetti si formano ed evolvono.
Buco nero in agguato nell’ammasso stellare NGC 1850
Il buco nero appena scoperto è stato avvistato in agguato in NGC 1850, un ammasso di migliaia di stelle a circa 160.000 anni luce di distanza nella Grande Nube di Magellano, una galassia vicina alla Via Lattea.
“Simile a Sherlock Holmes che rintraccia una banda criminale dai loro passi falsi, stiamo guardando ogni singola stella in questo ammasso con una lente d’ingrandimento in una mano cercando di trovare qualche prova per la presenza di buchi neri ma senza vederli direttamente”, ha affermato Sara Saracino dell’Astrophysics Research Institute di Liverpool John Moores University nel Regno Unito, che ha guidato la ricerca, pubblicata su Monthly Notice of the Royal Astronomical Society. “Il risultato mostrato qui rappresenta solo uno dei “criminali ricercati”, ma quando ne hai trovato uno, sei sulla buona strada per scoprirne molti altri, in diversi gruppi”.
Questo primo “criminale” rintracciato dal team si è rivelato essere circa 11 volte più massiccio del nostro Sole. La prova fumante che ha messo gli astronomi sulle tracce di questo buco nero è stata la sua influenza gravitazionale sulla stella di cinque masse solari che lo orbita attorno.
Gli astronomi hanno precedentemente individuato buchi neri di “massa stellare” così piccoli in altre galassie captando il bagliore di raggi X emesso mentre ingoiano la materia, o dalle onde gravitazionali generate quando i buchi neri si scontrano tra loro o con stelle di neutroni.
Tuttavia, la maggior parte dei buchi neri di massa stellare non rivela la propria presenza attraverso i raggi X o le onde gravitazionali. “La stragrande maggioranza può essere svelata solo dinamicamente”, ha affermato Stefan Dreizler, un membro del team con sede presso l’Università di Göttingen in Germania. “Quando formano un sistema con una stella, influenzeranno il suo movimento in modo sottile ma rilevabile, quindi possiamo trovarli con strumenti sofisticati”.
Questo metodo dinamico utilizzato da Saracino e dal suo team potrebbe consentire agli astronomi di trovare molti più buchi neri e aiutare a svelare i loro misteri. “Ogni singolo rilevamento che faremo sarà importante per la nostra futura comprensione degli ammassi stellari e dei buchi neri al loro interno”, ha afferma il coautore dello studio Mark Gieles dell’Università di Barcellona, in Spagna.
Il rilevamento in NGC 1850 segna la prima volta che un buco nero è stato trovato in un giovane ammasso di stelle (l’ ammasso ha solo circa 100 milioni di anni, un battito di ciglia su scale astronomiche). L’utilizzo del loro metodo dinamico in ammassi stellari simili potrebbe svelare buchi neri ancora più giovani e gettare nuova luce su come si evolvono.
Confrontandoli con buchi neri più grandi e maturi in ammassi più vecchi, gli astronomi sarebbero in grado di capire come questi oggetti crescono nutrendosi di stelle o fondendosi con altri buchi neri. Inoltre, la creazione di grafici dei dati demografici dei buchi neri negli ammassi stellari migliora la nostra comprensione dell’origine delle sorgenti di onde gravitazionali.
Per effettuare la ricerca, il team ha utilizzato i dati raccolti in due anni con il Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) montato presso il VLT dell’ESO, situato nel deserto cileno di Atacama. “MUSE ci ha permesso di osservare aree molto affollate, come le regioni più interne degli ammassi stellari, analizzando la luce di ogni singola stella nelle vicinanze. Il risultato netto è l’informazione di migliaia di stelle in uno scatto, almeno 10 volte di più rispetto a qualsiasi altro strumento”, ha affermato il coautore Sebastian Kamann, esperto MUSE di lunga data con sede presso l’Astrophysics Research Institute di Liverpool. Ciò ha permesso al team di individuare la strana stella il cui movimento peculiare segnalava la presenza del buco nero.
L’Extremely Large Telescope dell’ESO in Cile, che entrerà in funzione entro la fine di questo decennio, consentirà agli astronomi di trovare ancora più buchi neri nascosti. “L’ELT rivoluzionerà sicuramente questo campo”, ha afferma Saracino. “Ci consentirà di osservare stelle notevolmente più deboli nello stesso campo visivo, nonché di cercare buchi neri negli ammassi globulari situati a distanze molto maggiori”.
