Scoperto il primo buco nero dormiente fuori della Via Lattea

Il buco nero in VFTS 243 è considerato dormiente perché non emette alcuna radiazione rilevabile. Ciò è in netto contrasto con altri sistemi binari in cui vengono rilevati forti raggi X dal buco nero

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Albert Einstein pubblicò la teoria della relatività generale – che postulava i buchi neri – nel 1922. Cento anni dopo, gli astronomi hanno catturato l’immagine reale del buco nero al centro della Via Lattea. In un recente articolo, un team di astronomi descrive un’altra nuova entusiasmante scoperta: il primo buco nero “dormiente” osservato al di fuori della galassia.

I buchi neri dormienti sono buchi neri che non emettono luce rilevabile. Pertanto, sono notoriamente difficili da trovare. Questa nuova scoperta è entusiasmante perché fornisce informazioni sulla formazione e l’evoluzione dei buchi neri. Queste informazioni sono vitali per comprendere le onde gravitazionali e altri eventi astronomici.

Che cos’è esattamente VFTS 243?

VFTS 243 è un sistema binario, il che significa che è composto da due oggetti che orbitano attorno a un centro di massa comune. Il primo oggetto è una stella blu molto calda grande 25 volte la massa del Sole mentre il secondo è un buco nero nove volte più massiccio del Sole. VFTS 243 si trova nella Nebulosa Tarantola all’interno della Grande Nube di Magellano, una galassia satellite della Via Lattea situata a circa 163.000 anni luce dalla Terra.

Il buco nero in VFTS 243 è considerato dormiente perché non emette alcuna radiazione rilevabile. Ciò è in netto contrasto con altri sistemi binari in cui vengono rilevati forti raggi X dal buco nero.

Il buco nero ha un diametro di circa 54 chilometri ed è sminuito dalla stella energetica, che è circa 200.000 volte più grande. Entrambi ruotano rapidamente attorno a un centro di massa comune. Anche con i telescopi più potenti, visivamente il sistema sembra essere un singolo punto blu.

Trovare buchi neri dormienti

Gli astronomi sospettano che esistano centinaia di tali sistemi binari con buchi neri che non emettono raggi X nascosti nella Via Lattea e nella Grande Nube di Magellano. I buchi neri sono più facilmente visibili quando strappano materia da una stella compagna, un processo noto come “nutrimento”.



L’alimentazione produce un disco di gas e polvere che circonda il buco nero. Quando il materiale nel disco cade verso l’interno verso il buco nero, l’attrito riscalda il disco di accrescimento a milioni di gradi. Questi dischi di materia caldi emettono un’enorme quantità di raggi X. Il primo buco nero ad essere rilevato in questo modo è il famoso sistema Cygnus X-1.

Due immagini, una che mostra una scatola rossa in un cielo stellato e un'altra che mostra un disco rosso che assorbe materia da una brillante stella bianca.
Sulla sinistra c’è un’immagine ottica che mostra Cygnus X-1 delineato da un riquadro rosso. Sulla destra c’è una resa artistica che mostra gli strati esterni del buco nero che sottraggono materia dalla stella compagna e formano un disco di accrescimento. Raggi X: NASA/CXC; Ottico: Digital Sky Survey , CC BY-NC

Gli astronomi sanno da anni che VFTS 243 è un sistema binario, ma non era chiaro se il sistema sia una coppia di stelle o una danza tra una singola stella e un buco nero. Per determinare quale fosse la verità, il team che studiava il binario ha utilizzato una tecnica chiamata districamento spettrale. Questa tecnica separa la luce dal VFTS 243 nelle sue lunghezze d’onda costituenti, il che è simile a ciò che accade quando la luce bianca entra in un prisma e vengono prodotti i diversi colori.

Questa analisi ha rivelato che la luce del VFTS 243 proveniva da un’unica sorgente, non da due stelle separate. Senza radiazioni rilevabili provenienti dalla compagna della stella, l’unica conclusione possibile è che il secondo corpo all’interno del binario sia un buco nero e quindi il primo buco nero dormiente trovato al di fuori della galassia della Via Lattea.

Un punto nero e una grande stella blu che girano l'uno intorno all'altro.
Nel sistema VFTS 243, la compagna stellare e il buco nero (che non sono mostrati in scala) orbitano l’uno intorno all’altro. Si noti che non è presente alcun disco di accrescimento. ESO/L. Calçada , CC B

Perché VFTS 243 è importante?

La maggior parte dei buchi neri con una massa inferiore a 100 Soli si formano dal collasso di una stella massiccia. Quando ciò accade, spesso avviene una tremenda esplosione nota come supernova.

Il fatto che il buco nero nel sistema VFTS 243 si trovi in ​​un’orbita circolare con la stella è una forte prova che non c’è stata alcuna esplosione di supernova, che altrimenti avrebbe potuto espellere il buco nero dal sistema – o quanto meno interrotto l’orbita. Invece, sembra che la stella progenitrice sia collassata direttamente per formare il buco nero senza esplosione.

La massiccia stella nel sistema VFTS 243 vivrà solo per altri 5 milioni di anni – un battito di ciglia in scale temporali astronomiche. La morte della stella dovrebbe comportare la formazione di un altro buco nero, trasformando il sistema VFTS 243 in un buco nero binario.

Ad oggi, gli astronomi hanno rilevato quasi 100 eventi in cui i buchi neri binari si fondono e producono increspature nello spazio-tempo. Ma come si formano questi sistemi binari di buchi neri è ancora sconosciuto, motivo per cui VFTS 243 e sistemi simili ancora da scoprire sono così vitali per la ricerca futura. Forse la natura ha un senso dell’umorismo, perché i buchi neri sono gli oggetti più oscuri esistenti e non emettono luce, eppure illuminano la nostra comprensione fondamentale dell’universo.

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