Migliaia di Compagni per il Nostro Buco Nero

Migliaia di Compagni per il Nostro Buco Nero

Il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea gode di nutrita compagnia, secondo un nuovo studio guidato dalla Columbia University. Gli scienziati ritengono che entro pochi anni luce da Sagittarius A* potrebbero annidarsi oltre diecimila buchi neri di piccola taglia.

“La Via Lattea è la sola galassia in cui possiamo studiare come i buchi neri supermassicci interagiscano con quelli piccoli, perché non possiamo vedere queste interazioni in altre galassie. In effetti è il solo laboratorio che abbiamo a disposizione per studiare questo fenomeno”, ha detto Chuck Hailey, a guida dello studio pubblicato su Nature. Per oltre due decenni gli scienziati hanno cercato senza successo prove che supportino la teoria secondo la quale migliaia di buchi neri minori circondano i buchi neri supermassicci al centro delle galassie. “Ci sono solo oltre una cinquantina di buchi neri noti nella galassia, ma si suppone che ne esistano da 10.000 a 20.000, tutti annidati in una regione centrale ampia solo sei anni luce, che nessuno è stato capace di scovare, ha detto Hailey.

Il ricercatore ha spiegato che Sagittarius A*, il nostro buco nero supermassiccio, è circondato da un alone di gas e polveri che costituisce una perfetta zona di formazione di stelle massicce, che vivono, muoiono e alla fine del loro ciclo evolutivo possono diventare buchi neri stellari. Inoltre si ritiene che altri buchi neri presenti al di fuori dell’alone possano cadere sotto l’influenza del buco nero supermassiccio, finendo per essere trascinati nelle vicinanze del mostro cosmico. Anche se gran parte dei buchi neri stellari nella regione rimangono solitari, alcuni andrebbero a formare sistemi binari. I ricercatori ritengono che ci sia una grande concentrazione di buchi neri minori, sia isolati che accoppiati, nel centro galattico, con densità che diventa maggiore al diminuire della distanza dal buco nero supermassiccio.

Ma i buchi neri, non emettendo luce di per sè, sono davvero difficili da scovare. In passato si è provato a individuarli cercando lampi di raggi X emessi quando i buchi neri, accoppiandosi ad una stella in un sistema binario, divorano materiale dalla compagna. Ma il centro galattico è così distante dalla Terra che queste esplosioni di raggi X sono sufficientemente brillanti da poter essere osservate solo una volta ogni 100-1000 anni. Per individuare buchi neri accoppiati, il team ha utilizzato un approccio differente, cercando radiazione X più debole, ma più regolare, emessa quando il sistema binario è in uno stato non attivo.

“Quando i buchi neri si accoppiano con una stella di piccola massa, questo processo provoca l’emissione di lampi di raggi X più deboli, ma sistematici e rilevabili. Se potessimo trovare buchi neri accoppiati con stelle piccole e conoscere la frazione di buchi neri che formeranno tali sistemi binari, potremmo dedurre scientificamente la popolazione di buchi neri isolati là fuori”, ha spiegato Hailey. I ricercatori si sono rivolti ai dati di archivio dell’osservatorio a raggi X Chandra della NASA per testare questa tecnica, e sono stati in grado di scovare una dozzina di coppie stella-buco nero, entro soli tre anni luce da Sagittarius A*. Analizzando le proprietà e la distribuzione spaziale dei sistemi binari identificati, il team ha dedotto dalle osservazioni la presenza di 300-500 buchi neri accoppiati e circa 10.000 buchi neri solitari, entro pochi anni luce attorno al buco nero supermassiccio centrale.

“La scoperta conferma una teoria fondamentale e le implicazioni sono molteplici”, conclude Hailey. “Farà progredire in modo significativo la ricerca di onde gravitazionali, dal momento che conoscere il numero di buchi neri nel centro di una tipica galassia può contribuire ad una migliore previsione del numero di eventi di onde gravitazionali associati a questi oggetti. Tutte le informazioni di cui hanno bisogno gli astrofisici si trovano al centro della galassia”.
[ Barbara Bubbi]

Immagine composita nei raggi X, nell’ottico e nell’infrarosso, dell’area attorno al centro galattico
Credit X-ray: NASA/CXC/UMass/D. Wang et al.; Optical: NASA/ESA/STScI/D.Wang et al.; IR: NASA/JPL-Caltech/SSC/S.Stolovy

https://phys.org/news/2018-04-tens-thousands-black-holes-milky.html