4 minuti di letturaEhi, c’è un buco nero a soli 1000 anni luce da noi

Se siete a Buenos Aires, se il cielo è limpido e la temperatura è gradevole, allora affacciatevi alla finestra stasera. Guardate in cielo: sicuramente riconoscerete la costellazione dello Scorpione, dove c’è la luminosa stella rossa Antares. Sulla destra, poco più in basso, c’è una zona apparentemente buia e povera di stelle. Lì, in quella zona, c’è un sistema binario di stelle chiamato HR 6819. Questo sistema di due stelle si trova a 1000 anni luce da noi.

HR 6819 è visibile a occhio nudo, sebbene, bisogna ammetterlo, forse è necessario allontanarsi dalle luci della città per goderselo.

Il cielo di Buenos Aires in questi giorni: nel cerchio c’è HR 6819.

Voi direte: e quindi?

E quindi ora da Buenos Aires prendiamo un aereo (se possibile…) e andiamo in Cile, andiamo in questo posto qui sotto.

Il telescopio MPG/ESO, che ha uno specchio principale di 2,2 metri di diametro.

Siamo a Cerro La Silla, nel deserto di Atacama. Siamo a 2500 metri sul livello del mare. Qui l’aria è abbastanza secca da rendere il luogo perfetto per costruirci dei telescopi. Quello nella foto è il telescopio MPG/ESO, il telescopio protagonista della nostra storia di oggi.

Sul telescopio MPG/ESO è montato lo strumento FEROS (Fiber-fed Extended Range Optical Spectrograph), uno spettrografo, ovvero uno strumento in grado di prendere la luce e dividerla in tutti i suoi colori, come farebbe un prisma.

Grazie a questi strumenti, un gruppo di astrofisici si è accorto che le due stelle del sistema HR 6819 fanno un’orbita attorno a un oggetto non visibile. Come è stato possibile vedere queste orbite? Se le stelle si muovono in un’orbita, allora si muoveranno avanti e indietro verso di noi sulla Terra; la luce emessa dalle stelle allora subirà lo stesso fenomeno che accade con una sirena della polizia che si avvicina o si allontana: cambiera la lunghezza d’onda.

Quando una stella si allontana la lunghezza d’onda della luce misurata da noi sulla Terra si sposta verso il rosso; quando la stella invece si avvicina allora la lunghezza d’onda della luce si sposta verso il blu.

Qui entra in gioco lo spettrografo FEROS: se vogliamo misurare per bene questi cambi nella lunghezza d’onda della luce delle stelle ci serve uno strumento di questo tipo.

Siccome si misura un’orbita, allora i cambi nelle lunghezze d’onda per ciascuna stella sono periodici, una cosa tipo questa.

La curva blu è il modello teorico che confrontiamo con i dati misurati dallo spettrogravo (che sono le crocette rosse sulla curva – N.B. Le crocette rosse in orizzontale indicano un’altra cosa che qui però lasciamo perdere).

La curva blu è un modello: quella curva cambia se cambiamo il periodo e la velocità stimati dell’orbita nel nostro modello, ovvero la massa dell’oggetto attorno a cui la stella sta orbitando.

E qui arriviamo al punto: i modelli, confrontati con i dati osservati di HR 6819, ci dicono che l’oggetto invisibile attorno a cui orbitano le stelle deve essere un oggetto che non emette luce con una massa di circa 4 volte la massa del Sole. L’unico tipo di oggetto conosciuto in grado di avere queste caratteristiche è un buco nero.

Il buco nero di HR 6819 è il buco nero conosciuto più vicino a noi. Si trova a 1000 anni luce, la distanza del sistema HR 6819. Naturalmente non ha alcuna influenza su noi sulla Terra, ci mancherebbe altro: è comunque lontanissimo, se pensate che la stella più vicina a noi, Proxima Centauri, si trova a 4 anni luce di distanza e neanche ce ne accorgiamo.

La notizia importante qui è che si tratta di un buco nero tranquillo. Voglio dire, di buchi neri nella nostra galassia ne conosciamo già altri: alcuni sono stati scoperti con le onde gravitazionali, altri osservando i raggi X emessi dalla materia circostante che si scalda mentre ci cade dentro. Qui invece, nel caso di HR 6819 siamo di fronte a un buco nero calmo, che zitto zitto si fa orbitare da una coppia di stelle.

Ma allora quanti buchi neri calmi ci sono nella Via Lattea? Forse tanti e tutti da scoprire. Tutto questo è reso possibile solo dall’osservazione paziente di questi oggetti cosmici silenzioni e oscuri che si nascondono tra giri di valzer di coppie di stelle. Insomma, siamo solo all’inizio.


Il comunicato stampa dell’ESO riguardo questa scoperta è qui.

L’articolo scientifico della scoperta, scritto da Rivinius et al. è qui.

2 pensieri riguardo “Ehi, c’è un buco nero a soli 1000 anni luce da noi

  • 6 Maggio 2020 in 14:24
    Permalink

    La presenza di questi buchi neri “tranquilli” e quindi, immagino, difficilmente rilevabili, può in qualche modo avere ripercussioni sulle nostre teorie della materia oscura?

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    • 6 Maggio 2020 in 14:46
      Permalink

      Probabilmente no. Un aspetto importante della materia oscura è quello di essere in grado di formare delle strutture (dette aloni) in cui si sono formate le galassie. Quindi non possono essere buchi neri come quello descritto nell’articolo (nato dal collasso di una stella, lo si capisce dalla sua massa) a essere la materia oscura vera e propria (sebbene, in quanto neri, anche i buchi neri sono tecnicamente materia oscura, ma ovviamente solo una piccolissima parte per quanto ne sappiamo). Più che altro, anche pensando ai dati delle onde gravitazionali, la ricerca di buchi neri come materia oscura riguarda buchi neri che hanno masse di almeno 30 o 40 volte la massa del Sole i quali potrebbero essere anche buchi neri primordiali, cioè formati all’inizio dell’universo. Insomma, come vedi non è che sia chiarissimo come stiano effettivamente le cose, però una cosa è certa: la materia oscura si è formata prima delle galassie, almeno secondo le teorie attuali che emergono dall’analisi dei dati della radiazione cosmica di fondo, per esempio.

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