Un mostro buco nero è stato scoperto nelle vicinanze Silently Minding its Business: ScienceAlert

Buchi neri sono tra gli oggetti più fantastici e misteriosi dell’Universo conosciuto. Questi colossi gravitazionali si formano quando stelle massicce subiscono un collasso gravitazionale alla fine della loro vita e perdono i loro strati esterni in una massiccia esplosione (una supernova).

Nel frattempo, il residuo stellare diventa così denso che la curvatura dello spaziotempo diventa infinita nelle sue vicinanze e la sua gravità così intensa che nulla (nemmeno la luce) può sfuggire alla sua superficie. Ciò li rende impossibili da osservare utilizzando telescopi ottici convenzionali che studiano gli oggetti nella luce visibile.

Di conseguenza, gli astronomi in genere cercano buchi neri in lunghezze d’onda non visibili o osservando il loro effetto sugli oggetti nelle loro vicinanze.

Dopo aver consultato il Rilascio dati Gaia 3 (DR3), un team di astronomi guidato dall’Università dell’Alabama Huntsville (UAH) di recente osservato un buco nero nel nostro cortile cosmico. Come descrivono nel loro studio, questo mostro buco nero è circa dodici volte la massa del nostro Sole e si trova a circa 1.550 anni luce dalla Terra.

A causa della sua massa e relativa vicinanza, questo buco nero offre opportunità per gli astrofisici.

Lo studio è stato condotto dal Dr. Sukanya Chakrabarti, il Pei-Ling Chan Endowed Chair nel Dipartimento di Fisica dell’UAH. È stata raggiunta da astronomi degli Osservatori della Carnegie Institution for Science, del Rochester Institute of Technology, del SETI Institute Carl Sagan Center, dell’UC Santa Cruz, dell’UC Berkeley, dell’Università di Notre Dame, Wisconsin-Milwaukee, Hawaii e Yale.

Il documento che descrive le loro scoperte di recente apparso in linea ed è al vaglio del Giornale astrofisico.

I buchi neri sono di particolare interesse per gli astronomi perché offrono l’opportunità di studiare le leggi della fisica nelle condizioni più estreme. In alcuni casi, come i buchi neri supermassicci (SMBH) che risiedono al centro delle galassie più massicce, svolgono anche un ruolo vitale nella formazione e nell’evoluzione delle galassie.

Tuttavia, ci sono ancora questioni irrisolte riguardo al ruolo svolto dai buchi neri non interagenti nell’evoluzione galattica. Questi sistemi binari sono costituiti da un buco nero e una stella, dove il buco nero non trae materiale dalla compagna stellare. Ha detto il dottor Chakrabari in un UAH comunicato stampa:

“Non è ancora chiaro come questi buchi neri non interagenti influenzino le dinamiche galattiche nella Via Lattea. Se sono numerosi, potrebbero influenzare la formazione della nostra galassia e le sue dinamiche interne. Abbiamo cercato oggetti che avrebbero avuto grandi masse compagne. ma la cui luminosità potrebbe essere attribuita a una sola stella visibile. Quindi, hai una buona ragione per pensare che la compagna sia oscura”.

Per trovare il buco nero, la dott.ssa Chakrabarti e il suo team hanno analizzato i dati di Gaia DR3, che includevano informazioni su quasi 200.000 stelle binarie osservate dall’Agenzia spaziale europea (ESA) Osservatorio Gaia. Il team ha seguito le fonti di interesse consultando le misurazioni spettrografiche di altri telescopi, come l’Automated Planet Finder del Lick Observatory, il Giant Magellan Telescope (GMT) e il WM Keck Observatory alle Hawaii.

Queste misurazioni hanno mostrato una stella della sequenza principale soggetta a una potente forza gravitazionale. Come il dottor Chakrabari spiegato:

“L’attrazione del buco nero sulla stella visibile simile al Sole può essere determinata da queste misurazioni spettroscopiche, che ci danno una velocità della linea di vista dovuta a uno spostamento Doppler. Analizzando le velocità della linea di vista del visibile stella – e questa stella visibile è simile al nostro Sole – possiamo dedurre quanto sia massiccio il compagno del buco nero, così come il periodo di rotazione e quanto sia eccentrica l’orbita. Queste misurazioni spettroscopiche hanno confermato indipendentemente la soluzione di Gaia che indicava anche che questo sistema binario è composto da una stella visibile che orbita attorno a un oggetto molto massiccio”.

I buchi neri interagenti sono in genere più facili da osservare nella luce visibile perché si trovano in orbite più strette e estraggono materiale dai loro compagni stellari. Questo materiale forma un disco di accrescimento a forma di toro attorno al buco nero che viene accelerato a velocità relativistiche (vicine alla velocità della luce), diventando altamente energetico ed emettendo radiazioni di raggi X.

Poiché i buchi neri non interagenti hanno orbite più ampie e non formano questi dischi, la loro presenza deve essere dedotta dall’analisi dei movimenti della stella visibile. Disse Dott. Chakrabarti:

“La maggior parte dei buchi neri nei sistemi binari sono nei binari a raggi X, in altre parole, sono luminosi nei raggi X a causa di alcune interazioni con il buco nero, spesso dovute al buco nero che divora l’altra stella. dall’altra stella cade bene questo potenziale gravitazionale profondo, possiamo vedere i raggi X. In questo caso, stiamo guardando un mostro buco nero, ma si trova su un’orbita di lungo periodo di 185 giorni, o circa sei mesi . È abbastanza lontano dalla stella visibile e non fa progressi verso di essa”.

Le tecniche impiegate dalla dott.ssa Chakrabarti e dai suoi colleghi potrebbero portare alla scoperta di molti altri sistemi non interagenti.

Secondo le stime attuali, nella nostra galassia potrebbero esserci un milione di stelle visibili che hanno enormi compagni di buchi neri. Sebbene questo rappresenti una piccola frazione della sua popolazione stellare (~ 100 miliardi di stelle), le misurazioni precise dell’Osservatorio di Gaia hanno ristretto quella ricerca. Ad oggi, Gaia ha ottenuto dati sulle posizioni e sui moti propri di oltre 1 miliardo di oggetti astronomici – tra cui stelle, galassie,

Ulteriori studi su questa popolazione consentiranno agli astronomi di saperne di più su questa popolazione di sistemi binari e sul percorso di formazione dei buchi neri. Come il dottor Chakrabarti riassunto:

“Attualmente ci sono diverse rotte che sono state proposte dai teorici, ma i buchi neri non interagenti attorno alle stelle luminose sono un tipo di popolazione molto nuovo. Quindi, probabilmente ci vorrà del tempo per capire i loro dati demografici, come si formano e come questi canali sono diversi, o se sono simili, alla più nota popolazione di buchi neri che interagiscono e si fondono”.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato da Universo oggi. Leggi l’articolo originale.

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