I buchi neri hanno acceso da subito l’immaginazione degli studiosi e di tanti appassionati. Pur non potendoli osservare direttamente, questi strani oggetti cosmici sono là fuori, in grande numero nella nostra galassia.
La definizione di buco nero è recente, fu coniata in occasione di una conferenza tenuta nel 1967 dal fisico statunitense John Wheeler, tuttavia l’ipotesi che la materia potesse soccombere alla forza di gravità fu pensata già nel 1783 da John Michell; anche il Marchese di Laplace, matematico francese, pochi anni dopo, ipotizzò che un oggetto con una massa sufficiente avrebbe potuto trattenere la sua stessa luce grazie alla propria forza di gravità.
La prima formulazione scientifica fu di Schwarzschild il quale, nel 1916 tentò di applicare le equazioni di campo della Relatività Generale per calcolare quale sarebbe stato il campo gravitazionale attorno ad un corpo nello spazio.
E’ sua la formula che ci permette di determinare il raggio dell’orizzonte degli eventi di un buco nero a partire dalla sua massa, il cosi detto raggio di Schwarzschild.
Oppenheimer, nel 1939, comprese cosa sarebbe potuto accadere ad una stella di grande massa secondo la teoria della Relatività Generale, predicendone il collasso gravitazionale e la possibilità che potesse esistere in natura una condizione di densità della materia “infinita”.
Quanto è probabile che un buco nero di massa stellare si avvicini al sistema solare?
Non lo sappiamo, tuttavia gli astronomi hanno appena scoperto un buco nero relativamente vicino alla Terra che si trova a meno di un terzo della distanza del precedente detentore del record.
Come mai è stato rilevato solo ora? Questo buco nero è molto elusivo perché molto piccolo e “silenzioso”: rilevare i buchi neri è molto più difficile quando non “ingoiano” parte della materia circostante, infatti, quando lo fanno, emettono radiazioni rilevabili dai nostri strumenti.
La scoperta è stata possibile grazie a un indizio, il buco nero infatti si accompagna a due stelle di sequenza principale di tipo B con le quali forma un sistema triplo.
Le due stelle, ritenute in precedenza un sistema binario chiamato HR 6819 sono visibili dalla Terra a occhio nudo. Gli astronomi durante uno studio sulle stelle binarie, hanno scoperto che la coppia di stelle subiva l’influenza di qualcosa di invisibile.
La conferma è poi arrivata grazie al telescopio MPG / ESO da 2,2 metri all‘Osservatorio La Silla dell’Osservatorio europeo meridionale (ESO) in Cile. Una delle stelle, con una massa stimata tra 5 e 7 volte la massa del Sole, orbita attorno a un centro gravitazionale del sistema ogni 40 giorni, non l’altra stella, che si trova più distante.
L’analisi delle orbite ha suggerito la presenza di un terzo oggetto che, essendo invisibile, era un probabile buco nero come ha affermato l’astronomo Thomas Rivinius dell’Osservatorio europeo meridionale: “Un oggetto invisibile con una massa almeno quattro volte quella del Sole non può che essere un buco nero. Questo sistema contiene il buco nero più vicino alla Terra che conosciamo”.
Il buco nero si trova a poco più di 1.000 anni luce di distanza. Il buco nero più vicino a noi precedentemente noto, A 0620-00, viene misurato a una distanza di 3.300 anni luce di distanza.
C’è un altro documento attualmente in preparazione, ma l’analisi del team suggerisce che il buco nero appena scoperto ha una massa minima di circa 4,2 masse solari, potenzialmente, il buco nero più piccolo mai scoperto, considerato che quelli più piccoli scoperti fino ad oggi hanno una massa di circa cinque masse solari.
Se per HR 6819 si deve attendere una definitiva conferma, la tecnica usata per dimostrarne la presenza è molto interessante in quanto la maggior parte dei buchi neri individuati nella Via Lattea, meno di 50, sono stati individuati con altre tecniche che rilevavano la presenza della materia catturata dal campo gravitazionale del buco nero.
Non è la prima volta che la ricerca di stelle che si comportano in modo strano ha portato alla scoperta di un buco nero, ogni sistema che viene rilevato fornisce più indizi.
“Ci devono essere centinaia di milioni di buchi neri là fuori, ma ne conosciamo solo pochissimi”, ha detto Rivinius. “Sapere cosa cercare dovrebbe metterci in una posizione migliore per trovarli”.
Sistemi come questi possono aiutarci a risolvere misteri eccezionali. Ad esempio, osservare come tre corpi interagiscono in un sistema che contiene un buco nero potrebbe essere importante per comprendere in che modo i sistemi a più corpi portano alla formazione di un buco nero o alle collisioni di stelle di neutroni che generano onde gravitazionali.
Una cosa simile è capitata con il sistema LB-1, dove l’anno scorso è stato scoperto un buco nero dalla massa “impossibile” prima che diverse altre squadre di astronomi individuassero un errore nel lavoro. Gli astronomi stanno cercando ancora di risolvere il problema e la risposta potrebbe essere in HR 6819.
“Ci siamo resi conto che anche un altro sistema, chiamato LB-1, potrebbe essere un sistema triplo, anche se avremmo bisogno di più osservazioni per dirlo con certezza”, ha detto l’astronoma dell’ESO Marianne Heida .
“LB-1 è un po ‘più lontano dalla Terra ma ancora abbastanza vicino in termini astronomici, quindi ciò significa che probabilmente ne esistono molti altri di questi sistemi. Trovandoli e studiandoli possiamo imparare molto sulla formazione e l’evoluzione di quelle rare stelle che iniziano la loro vita con più di circa otto volte la massa del Sole e la terminano in un’esplosione di supernova che genera un buco nero”.
Sono stati suggeriti sistemi tripli come precursori delle fusioni di stelle in buchi neri o stelle di neutroni. In questo contesto, HR 6819 è piuttosto interessante. Per collassare in un buco nero, la stella deve avere almeno una massa 20 volte quella del Sole.
Una stella con una massa compresa tra 8 e 20 volte la massa del Sole produce una stella di neutroni. Si pensa che le due stelle in HR 6819 si attestino attorno alle 6 masse solari, che porterebbe a nane bianche.
Se il sistema è tipico o anomalo, tuttavia, deve ancora essere studiato.
