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Introduzione

Un team internazionale guidato dal professor LIU Jifeng del National Astronomy Observatory of China (NAOC), a cui ha partecipato anche Mario Lattanzi dell’Inaf di Torino, ha individuato un buco nero stellare con una massa 70 volte maggiore del sole. Il “mostro” si trova a 15.000 anni luce dalla Terra ed è stato nominato dai ricercatori LB-1. La particolarità? Non dovrebbe esistere! La scoperta è stata pubblicata su Nature

La scoperta

Si stima che la nostra galassia, la Via Lattea, contenga 100 milioni di buchi neri stellari. Questi tipi di black hole si formano dal collasso gravitazionale di una stella massiccia, 20 o più masse solari. Fino ad ora, gli scienziati avevano stimato che la massa di un singolo buco nero stellare nella nostra galassia non potesse superare questa soglia. Ma la scoperta di un enorme buco nero da parte di un team di scienziati internazionali, capitanati da una equipe cinese, ha confutato questa ipotesi.

Il team, guidato dal Prof. LIU Jifeng del NAOC, ha individuato un buco nero stellare con una massa 70 volte maggiore del sole. Il mostro si trova a 15 mila anni luce dalla Terra ed è stato nominato dai ricercatori LB-1. La scoperta è riportata nell’ultimo numero di Nature .

La scoperta è stata una grande sorpresa. “I buchi neri di tale massa non dovrebbero nemmeno esistere nella nostra galassia, secondo la maggior parte degli attuali modelli di evoluzione stellare“, ha affermato il prof. LIU. “Abbiamo pensato che stelle molto grandi, con la composizione chimica tipica della nostra galassia, debbano liberare la maggior parte del loro gas in potenti venti stellari, mentre si avvicinano alla fine della loro vita. Pertanto, non dovrebbero lasciarsi alle spalle un residuo così massiccio. LB-1 è due volte più massiccio di quello che ritenevamo possibile. Ora i teorici dovranno affrontare la sfida di spiegarne la formazione“.

«Il mostro che abbiamo appena scoperto», aggiunge Liu, «si trova ad appena 15mila anni luce da noi. Lo abbiamo chiamato Lb-1, dal nome del nostro team. Ora la palla passa di nuovo ai teorici, ai quali toccherà spiegare come possa essere avvenuta la sua formazione in un ambiente con metallicità analoga a quella del Sole».

Una collaborazione italiana

 A questa ricerca ha preso parte anche Mario Lattanzi dell’Inaf di Torino. Direttamente da Shanghai, dove si trova in questi giorni per lavorare insieme ad alcuni dei colleghi con i quali ha firmato l’articolo appena pubblicato su Nature, Lattanzi ha dichiarato: “Non so se sia il più grande mai trovato, ma la cosa straordinaria è che, stando alle teorie attuali dell’evoluzione stellare, buchi neri stellari così massicci non dovrebbero nemmeno esistere, perlomeno non nella nostra galassia. In realtà, indizi della loro esistenza ce ne sono, ma arrivano da “osservazioni” di tipo del tutto diverso e indipendente: i segnali registrati dagli interferometri per onde gravitazionali Ligo e Virgo, attribuiti alla collisione fra buchi neri molto più massicci dei tipici buchi neri stellari».

L’osservazione con: LAMOST, GTC e Keck I

Fino a pochi anni fa, i buchi neri stellari potevano essere scoperti solo quando divoravano gas da una stella compagna. Questo processo crea potenti emissioni di raggi X, osservabili dalla Terra, che rivelano la presenza della stella collassata. Ciò non avviene nella stragrande maggioranza dei buchi neri stellari della nostra galassia, di conseguenza, solo circa due dozzine di buchi neri stellari galattici sono stati ben identificati e misurati.

Per contrastare questa limitazione, il Prof. LIU e i suoi collaboratori hanno esaminato il cielo con Large Sky Area Multi-Object Fibre Spectroscopic Telescope (LAMOST) in Cina, alla ricerca di stelle che orbitano attorno a un oggetto invisibile, attratte dalla sua gravità.

Questa tecnica osservativa fu proposta per la prima volta dal visionario scienziato inglese John Michell nel 1783, ma è diventata possibile solo con recenti miglioramenti tecnologici nei telescopi e nei rivelatori. Eppure, le difficoltà permangono, riuscire a trovarli è come cercare il proverbiale ago in un pagliaio.

Dopo la scoperta iniziale, i più grandi telescopi ottici del mondo – il Gran Telescopio Canarias spagnolo da 10,4 m e il telescopio Keck I da 10 m negli Stati Uniti – sono stati usati per determinare i parametri fisici del sistema. I risultati sono stati a dir poco fantastici: una stella otto volte più pesante del sole stava orbitando attorno a un buco nero con 70 masse solari ogni 79 giorni.

Fantastica sinergia con LIGO e VIRGO

La scoperta di LB-1 si adatta perfettamente a un’altra svolta nell’astrofisica. Recentemente, il Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) e i rilevatori di onde gravitazionali Virgo hanno iniziato a catturare increspature nello spazio-tempo causate da collisioni di buchi neri in galassie distanti. Curiosamente, i buchi neri coinvolti in tali collisioni sono anche molto più grandi di quanto precedentemente considerato tipico.

L’avvistamento diretto di LB-1 dimostra che questa popolazione di enormi buchi neri stellari esiste anche nel nostro “cortile”. “Questa scoperta ci costringe a riesaminare i nostri modelli di come si formano i buchi neri di massa stellare“, ha affermato il direttore della LIGO Prof. David Reitze dell’Università della Florida negli Stati Uniti

Questo straordinario risultato, insieme alle rilevazioni LIGO-Vergine delle collisioni binarie del buco nero negli ultimi quattro anni, punta davvero a una rinascita nella nostra comprensione dell’astrofisica del buco nero“, ha detto Reitze.

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