I buchi neri non smettono di stupire: una nuova ricerca dell’Università dell’Ohio ha individuato un piccolo buco nero orbitante in un sistema binario che potrebbe essere esempio di un’intera nuova classe di buchi neri
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Adesso che siamo anche riusciti a fotografarne uno e abbiamo visto numerose ricostruzioni, l’immagine di un buco nero ci sembra familiare: un gigantesco oggetto nero, grande anche 15 volte il sole, circondato da alcuni dischi, ma distorti come sotto una lente deformante, che ruotano luminosi e incandescenti. Finora si pensava che questi inquietanti titani del cosmo superassero di gran lunga la massa della nostra stella, ma è uscito proprio oggi su Science uno studio dei cosmologi dell’Ohio State University che racconta della scoperta di un nuovo buco nero, più piccolo. Alle prese con un censimento stellare della nostra Via Lattea gli scienziati hanno riconosciuto questo buco nero, grande poco più di tre volte la massa del sole, che fa pensare a un’intera, nuova classe di buchi neri di piccole dimensioni.

Solitamente infatti, i buchi neri sparsi nella nostra galassia di cui ci siamo accorti sono grandi mediamente tra 5 e 15 volte la massa del Sole. O persino di più. È il caso dei due buchi neri che l’osservatorio LIGO aveva colto mentre spiraleggiavano fino a fondersi tra loro, a 1,8 milioni di anni luce da noi. I due erano dei veri e propri giganti: uno circa 31 volte, l’altro circa 25 volte la massa del sole. Eppure qualcosa impensieriva gli scienziati dell’università dell’Ohio.

Non è ancora molto chiaro, infatti, quali stelle al termine della loro vita esplodano in buchi neri, quali no, quali diventino delle stelle di neutroni. E se i buchi neri sono tanto più grandi del sole, le stelle di neutroni conosciute non superano di due volte la massa del nostro astro. Il dubbio dei ricercatori era se ci stessimo perdendo qualcosa, vale a dire dei buchi neri più piccoli di quelli finora osservati, ma più grandi delle stelle di neutroni.

Così grazie ad Apogee, Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment, hanno per così dire censito la nostra galassia, osservando lo spettro di luce proveniente da 100 mila stelle. Dal momento che molti buchi neri si trovano in un sistema binario con una stella, orbitando l’uno attorno all’altro, gli scienziati hanno cercato dei cambiamenti nello spettro di quelle stelle. Infatti uno spostamento dello spettro verso il blu e quindi verso il rosso, può essere indizio che la stella si trova in un sistema binario con un buco nero, a noi invisibile.

Dunque si sono concentrati su duecento stelle che parevano più promettenti. Analizzando dati e immagini col telescopio Asas-Sn, All-Sky Automated Survey for Supernovae, hanno individuato una stella gigante rossa orbitante attorno a qualcosa minore per dimensione di un normale buco nero, ma più grandi di una stella di neutroni.

Sono serviti altri dati, questa volta dello spettrografo Tillinghast Reflector Echelle Spectrograph e del satellite Gaia, per individuare il piccolo buco nero del sistema binario, grande 3,3 volte la massa del sole. Come racconta Todd Thompson, astronomo dell’Università dell’Ohio e primo autore dello studio, “c’è tutta un’altra popolazione là fuori che dobbiamo ancora esplorare nella nostra ricerca dei buchi neri”.

Conoscere buchi neri di queste dimensioni può infatti fare ulteriore luce sui momenti finali di una stella gigante e sulle condizioni che conducono a divenire buco nero o stella di neutroni. “Se scopriamo un’intera nuova popolazione di buchi neri, questa potrebbe dirci di più su quali stelle esplodano, quali no, quali diano forma ai buchi neri e quali alle stelle di neutroni. Un nuovo campo di studio si apre”.