Il buco nero più vicino alla Terra potrebbe non essere un buco nero

Due stelle in orbita una attorno all'altra distanti dal sistema solare circa 1120 anni luce sono state osservate con il telescopio da 2,2 metri MPG/ESO del’European Southern Observatory di La Silla, in Cile, facendo ritenere, grazie ai dati raccolti che la coppia di stelle sembrava in orbita attorno a un terzo oggetto invisibile: un buco nero. Nuove osservazioni, però, arrivano a conclusioni diverse

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Il buco nero più vicino alla Terra potrebbe non essere un buco nero

All’inizio del 2020 è stata annunciata la scoperta del buco nero più vicino alla Terra. HR 6819, così è stato denominato, potrebbe, però, non essere ciò che sembra. Due gruppi di scienziati, analizzando i dati raccolti, hanno proposto di declassare HR 6819; l’oggetto, infatti, non sarebbe affatto uno di quegli spettacolari oggetti sfuggenti e misteriosi che sembrano racchiudere il segreto della nascita dell’Universo.

Ma andiamo con ordine: nel 2020 due stelle in orbita una attorno all’altra, distanti dal sistema solare circa 1120 anni luce, sono state osservate con il telescopio da 2,2 metri MPG/ESO del’European Southern Observatory di La Silla, in Cile, facendo ritenere, grazie ai dati raccolti, che la coppia di stelle sembrava in orbita attorno a un terzo oggetto apparentemente invisibile.

Da quella anomalia i ricercatori dell’ESO guidati da Thomas Rivinius hanno inizialmente dedotto la presenza di un buco nero, l’oggetto di questa categoria più vicino alla Terra mai scoperto. Il loro lavoro è comparso su “Astronomy & Astrophysics“. Grazie ai dati orbitali delle due stelle gli astronomi hanno calcolato per l’oggetto una massa pari a quattro volte quella del Sole. Con un dato del genere si poteva affermare che l’oggetto era proprio un buco nero.

Dubbi sulla scoperta del buco nero vicino alla Terra

A distanza di mesi, però, due gruppi di ricerca hanno capito che, probabilmente, la coppia di stelle percorre un’orbita binaria leggermente insolita che ne rende difficile l’interpretazione.

Per molto tempo il sistema HR 6819 è stato un vero e proprio rompicapo. Inizialmente, gli astronomi hanno ritenuto che fosse una singola stella di tipo spettrale Be. Questo tipo di astro è una stella calda, dal colore blu-bianco sulla sequenza principale il cui spettro contiene una forte linea di emissione di idrogeno, interpretata come prova di un disco di gas circumstellare espulso dalla stella che ruota con una velocità equatoriale di circa 200 chilometri al secondo.



A partire dagli anni ’80, però, gli astronomi si accorsero che la stella mostrava forse anche la firma luminosa di una seconda stella di tipo B, una stella B3 III. Infine nel 2003 si è arrivati a capire che in realtà la stella non era un singolo astro ma una coppia di stelle che non potevano essere risolte individualmente.

Ulteriori studi hanno scoperto che la stella B3 III, grande circa 6 masse solari, ha un’orbita di circa 40 giorni, ma la stella Be, anch’essa stimata intorno alle 6 masse solari, sembrava essere immobile. Una cosa un po’ insolita, infatti se le due stelle fossero un sistema binario di massa uguale, dovrebbero orbitare attorno a un centro di gravità comune.

Come detto, eseguendo una serie di calcoli un gruppo di astronomi guidato da Thomas Rivinius concluse che la stella B3 III potrebbe orbitare attorno a un terzo oggetto, probabilmente un buco nero. Altri astronomi, tuttavia, ritengono che quella del buco nero non sia.

Potrebbero esserci stati degli errori nel calcolare le masse delle stelle.

Gli studi

La presenza di una componente della stella Be nello spettro di HR 6819 suggerisce un’altra interpretazione del sistema“, hanno scritto nel loro articolo gli astronomi Douglas Gies e Luqian Wang della Georgia State University. “È possibile che la componente stellare B3 III sia in realtà una stella di bassa massa, ancora relativamente giovane e luminosa”.

In altre parole, la stella B3 III di massa molto inferiore sfreccia attorno alla stella Be. Se così fosse, quel movimento orbitale potrebbe essere rilevabile nell’idrogeno gassoso che circonda la stella Be, che si muoverebbe in modo quasi impercettibile mentre viene trascinato dalla stella più piccola.

Questo è ciò che Gies e Wang stavano cercando.

I ricercatori hanno studiato attentamente l’emissione di idrogeno nello spettro del sistema e hanno scoperto che il disco di idrogeno attorno alla stella Be mostra effettivamente una periodicità di 40 giorni sia nello spostamento Doppler che nella forma della linea di emissione. Ciò è coerente con l’orbita della stella B3 III, proprio come ci si aspetterebbe se il sistema fosse un binario di massa differente.

Questo indica“, hanno scritto i ricercatori, “che HR 6819 è un sistema binario costituito da una stella Be massiccia e un compagno di piccola ex donatrice di massa in un binario a trasferimento di massa“.

Per chiarire, questo significa che la stella Be ha assorbito materiale dalla stella B3 III, riducendone la massa. Ci sono, ha osservato il team, prove recenti che suggeriscono che molte stelle Be siano il prodotto di questo processo. Secondo i loro calcoli, la stella Be sarebbe di circa 6 masse solari, come precedentemente rilevato; ma la stella B3 III avrebbe ora una massa compresa tra 0,4 e 0,8 masse solari.

L’idea tuttavia non è venuta in mente solo a Gies e Wang. In un secondo articolo, un team di astronomi guidato da Julia Bodensteiner di KU Leuven in Belgio ha esaminato in modo indipendente l’emissione di idrogeno della stella Be ed ha eseguito un’analisi orbitale del sistema. Bodensteiner e i suoi colleghi sono giunti quasi esattamente alla stessa conclusione.

Deduciamo masse spettroscopiche di 0,4 [masse solari] e 6 [masse solari] per il primario e il secondario“, hanno scritto nel loro articolo. “Questo indica che la primaria potrebbe essere una stella spogliata piuttosto che un gigante di tipo B. La modellizzazione evolutiva suggerisce che un possibile sistema progenitore sarebbe un sistema binario B + B stretto che ha subito un trasferimento di massa conservativo .. Nel quadro di questa interpretazione, HR 6819 non contiene un BH”.

In un terzo articolo , attualmente in fase di preprint, gli astronomi Kareem El-Badry ed Eliot Quataert dell’UC Berkeley hanno analizzato in modo indipendente gli spettri del sistema, ottenendo masse di 0,47 e 6,7 masse solari rispettivamente per le stelle B3 III e Be. “Noi sosteniamo che la stella B sia una stella di elio gonfia e di recente spogliata con massa ≈ 0,5 masse solari che si sta attualmente contraendo per diventare una subnana calda“, hanno scritto El-Badry e Quataert.

Il movimento orbitale della stella Be evita la necessità di un buco nero per spiegare il moto della stella B. Un modello di stella spogliata riproduce la luminosità osservata del sistema, mentre una stella normale con la temperatura e la gravità della stella B sarebbe di 10 volte più luminosa“.

Insomma, forse non siamo davanti a un buco nero ma il mistero, tuttavia, non è ancora del tutto chiarito. In futuro, altre osservazioni potrebbero contribuire a trovare una risposta chiara, anche se, come sostengono Gies e Wang, il sistema binario potrebbe essere più interessante di un buco nero.

Il compagno luminoso e di bassa massa nel sistema HR 6819 può rappresentare un caso raro e importante in cui il compagno ha recentemente completato il trasferimento di massa e deve ancora scendere allo stadio di nana bianca“, hanno scritto.

Comunque sia, non è detta l’ultima parola per HR 6819.

La ricerca di Gies e Wang è stata pubblicata su The Astrophysical Journal Letters. Bodensteiner et al. La ricerca è stata pubblicata su Astronomy & Astrophysics. L’articolo di El-Badry e Quataert è stato sottoposto ai Monthly advices of Royal Astronomical Society ed è disponibile su arXiv.

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