Buchi Neri Eccentrici

29 Gen 2022 Buchi Neri Eccentrici

Per la prima volta gli scienziati ritengono di aver individuato una fusione tra buchi neri di massa stellare con orbite altamente eccentriche. Simili orbite potrebbero essere un segno rivelatore del fatto che i buchi neri coinvolti nello scontro, particolarmente massicci, si sono formati attraverso ripetute fusioni, inglobando buchi neri di massa più piccola.

I piccoli buchi neri possono fondersi ripetutamente tra loro, nel corso di incontri casuali in aree densamente popolate da buchi neri, come i centri galattici. Gli scienziati hanno studiato la collisione tra i due buchi neri stellari più massicci mai individuata. L’evento, chiamato GW190521, è stato scoperto il 21 maggio 2019 grazie alle onde gravitazionali rilevate dagli interferometri LIGO e VIRGO e ha coinvolto due buchi neri in fusione con massa 85 e 66 volte quella solare, generando un unico buco nero 142 volte più massiccio del Sole. Secondo gli scienziati buchi neri stellari così massicci possono formarsi grazie a una serie gerarchica di fusioni, in cui ogni buco nero è il risultato di fusioni successive che coinvolgono buchi neri più piccoli.

“Le masse stimate dei buchi neri coinvolti nell’evento sono ognuna circa 70 volte quella del Sole. Questo le pone al di sopra della massa massima stimata, prevista attualmente dalle teorie di evoluzione stellare”, spiega Carlos Loust del Rochester Institute of Technology. “Ciò rende questo evento un caso interessante da studiare come sistema di buchi neri binari di seconda generazione e apre nuove possibilità di scenari per la formazione dei buchi neri in densi ammassi stellari”. Un buco nero di massa stellare è ciò che resta di una stella massiccia dopo un’esplosione in supernova, quando la stella morente collassa su se stessa.

Le stelle massicce perdono buona parte del loro gas tramite possenti venti stellari, mentre si avvicinano alla fine della loro vita, pertanto non dovrebbero lasciarsi dietro residui compatti con massa oltre un certo limite. Un team di ricercatori del Rochester Institute of Technology e dell’University of Florida ha analizzato i dati dell’evento GW190521 per verificare se i buchi neri percorressero un’orbita molto eccentrica prima della fusione. In questo caso l’orbita marcatamente “ovale” potrebbe essere un segno rivelatore di ripetuti scontri e fusioni tra buchi neri, che hanno via via generato buchi neri di massa sempre più grande.

Gli scienziati, realizzando centinaia di simulazioni numeriche tramite supercomputer, hanno scoperto che la fusione può essere spiegata da un modello che coinvolge buchi neri altamente eccentrici. Lo studio è pubblicato su Nature Astronomy. “Questo studio rappresenta un avanzamento di primo piano per la nostra comprensione dei processi di fusione dei buchi neri. Attraverso le nostre sofisticate simulazioni con supercomputer e la mole di nuovi dati forniti dai rilevatori LIGO e Virgo, in rapido sviluppo, stiamo realizzando nuove scoperte sull’universo con rapidità sorprendente”, concludono i ricercatori.

Nell’immagine rappresentazione artistica della fusione tra due buchi neri
Credit: Carol & Mike Werner/Visuals Unlimited, INC./Science Photo Library

https://www.rit.edu/news/rit-scientists-confirm-highly-eccentric-black-hole-merger-first-time

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