Al centro di un ammasso sferico di stelle molto compatto chiamato Omega Centauri, distante circa 17.000 anni luce, gli astronomi hanno trovato la prova dell’esistenza di un buco nero di massa intermedia , la cui massa è pari ad almeno 8.200 volte quella del Sole.
È una delle migliori piste che abbiamo finora su questi buchi neri che rientrano nell’intervallo di massa tra i buchi neri di massa stellare e i mostri supermassicci che si nascondono nel cuore delle galassie. Ed è l’ultima di una serie di rilevazioni in ammassi globulari di stelle, a conferma che questi strani assemblaggi sono uno dei posti migliori in cui cercare. “Qui riportiamo le osservazioni di sette stelle in rapido movimento nei 3 secondi d’arco centrali (0,08 pc) di Omega Centauri”, scrive un team di astronomi guidato da Maximilian Häberle del Max Planck Institute for Astronomy in Germania. “Le velocità delle stelle in rapido movimento sono significativamente più elevate della velocità di fuga centrale prevista dell’ammasso stellare, quindi la loro presenza può essere spiegata solo dal fatto che sono legate a un buco nero massiccio. Dalle sole velocità, possiamo dedurre un limite inferiore fermo della massa del buco nero di circa 8.200 masse solari, rendendo questo un buon caso per un buco nero di massa intermedia nell’Universo locale.” I buchi neri di massa intermedia (IMBH) scarseggiano, almeno per quanto siamo stati in grado di stimare finora. Questi rientrano in un intervallo di massa poco definito che di solito si colloca tra circa 100 e 100.000 a un milione di masse solari. Da una parte e dall’altra, all’estremità più piccola, abbiamo buchi neri di massa stellare, formatisi dal collasso del nucleo di una stella massiccia e dalla fusione di questi buchi neri ; dall’altra, all’estremità più grande, ci sono buchi neri supermassicci, con una massa che varia da milioni a miliardi di volte quella del Sole. Ciò presenta un problema, perché senza IMBH, non c’è “tessuto connettivo” che collega i due intervalli di massa. Gli astronomi pensano che i buchi neri supermassicci possano crescere gradualmente dal lento accumulo e dalle fusioni gerarchiche di buchi neri di massa stellare, ma avremmo bisogno di molte più prove che gli IMBH spieghino il numero di buchi neri supermassicci là fuori. Gli ammassi globulari sembrano essere un buon posto dove cercare. Si tratta di gruppi di stelle che possono arrivare a contare milioni, tutti appesi insieme in una struttura approssimativamente sferica, stipati come sardine scintillanti. La Via Lattea ha circa 150 ammassi globulari noti e la loro origine è un po’ un mistero. Ma studi precedenti sugli ammassi globulari hanno trovato alte concentrazioni di massa nei loro centri coerenti con gli intervalli di massa dei buchi neri di massa intermedia. E, in effetti, prove che potrebbe esserci un tale oggetto nascosto al loro interno . Si pensa che Omega Centauri sia il nucleo o nucleo spogliato di quella che un tempo era una galassia nana chiamata Gaia Sausage . Ha un diametro di circa 150 anni luce e contiene circa 10 milioni di stelle. Le galassie nane sono come le versioni più piccole delle galassie a grandezza naturale ed è possibile che, anziché avere un buco nero supermassiccio al centro, ruotino attorno a IMBH .
Ora, un buco nero è piuttosto difficile da individuare se se ne sta semplicemente in giro nello spazio senza fare nulla, quindi le ricerche di IMBH negli ammassi globulari e nelle galassie nane spesso si rivolgono alla cinematica stellare, lo studio del modo in cui le stelle si muovono attorno a una massa a causa delle interazioni gravitazionali. L’esempio più famoso sono le stelle che orbitano attorno al buco nero gigante al centro della galassia della Via Lattea, Sagittarius A* (Sgr A*). In precedenza, studi che esaminavano il moto delle stelle in Omega Centauri avevano trovato prove che lì si nasconde un IMBH. Ciò è avvenuto più di un decennio fa, e Häberle e i suoi colleghi volevano davvero approfondire l’argomento e vedere se potevano restringere ulteriormente il campo. Utilizzando 20 anni di dati raccolti dal telescopio spaziale Hubble (oltre 500 immagini), hanno costruito un catalogo aggiornato e molto più dettagliato del moto proprio della regione centrale di Omega Centauri, alla ricerca di stelle che sembrano muoversi come se fossero influenzate da una gigantesca massa invisibile. Nella regione molto centrale, hanno trovato alcune stelle in rapido movimento molto simili a quelle che orbitano attorno a Sgr A*. E, studiandone attentamente la velocità e il moto, sono stati in grado di determinare il limite inferiore della massa dell’oggetto con cui sembrano interagire. A 8.200 masse solari, si tratta di un IMBH, indipendentemente dal modo in cui lo si voglia vedere. In effetti, affermano i ricercatori, l’IMBH è l’unica spiegazione plausibile per ciò che hanno scoperto. “Questo buco nero fornisce un importante punto di dati nello studio della demografia dei buchi neri nelle galassie di piccola massa, insieme ad altri buchi neri che sono stati rilevati in ammassi globulari più massicci e nuclei [galattici] spogliati”, scrivono nel loro articolo . “Inoltre, questo buco nero è il buco nero massiccio più vicino a noi e solo il secondo, dopo Sgr A*, per il quale possiamo studiare il moto di più singole stelle compagne legate tra loro.” Questa scoperta, affermano, suggerisce di riesaminare altri ammassi globulari e di applicare una metodologia simile per restringere il campo dei segreti che potrebbero nascondersi al loro interno.
La ricerca è stata pubblicata su Nature .
