Buco nero stellare: coperto il primo buco nero triplo: ha due stelle compagne
I buchi neri finora osservati erano singoli o parte di un sistema binario costituito da un buco nero e una stella ordinaria oppure una stella di neutroni o persino un altro buco nero stellare: oggi i fisici del MIT e del Caltech grazie a dati d’archivio e a un satellite dell’ESA hanno per la prima volta scoperto un sistema triplo formato da un buco nero e due stelle compagne.
Il sistema V404 Cygni era già noto ma in anni di osservazioni si era sempre ritenuto fosse un sistema binario costituito da un buco nero e da una piccola stella con una massa pari al 70% del Sole in un’orbita stretta completata in sei giorni e mezzo, che come accade tipicamente in questo genere di sistemi sta lentamente cedendo al buco nero la propria materia (si può dire venga letteralmente divorato), generando un rilascio di energia visibile sotto forma di bagliore (nel 1930 fu registrato un evento nova in questo sistema).
Il buco nero stellare di V404 Cygni ha una massa pari a 12 volte il Sole
Tuttavia analizzando anni di dati raccolti su V404 Cygni Kevin Burdge, ricercatore presso il Massachusetts Institute of Technology (Mit) e primo autore del nuovo studio, ha notato un secondo bagliore finora passato inosservato poiché proveniente da una distanza che pareva eccessiva per essere legato a quel buco nero.
Una seconda stella si trova infatti a 3500 unità astronomiche (UA) dal buco nero: una UA corrisponde alla distanza media fra il Sole e la Terra, ovvero 150 milioni di chilometri, e per un paragone Plutone alla sua massima distanza (afelio) si trova a poco meno di 50 UA dal Sole. Il problema in V404 Cygni riguarda il processo stesso di formazione dei buchi neri stellari.
I buchi neri stellari si formano quando una stella morente dotata di massa sufficiente esplode in quello che viene chiamato evento supernova: l’energia viene rilasciata con tale violenza e quantità da impedire a un’eventuale stella compagna legata debolmente dal punto di vista gravitazionale (per esempio per la grande distanza) di restare in orbita intorno al buco nero, verrebbe scaraventata via.
I ricercatori hanno allora fatto ricorso alle osservazioni di Gaia, osservatorio orbitale dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), analizzando i dati relativi alle stelle circostanti: nel corso degli ultimi dieci anni i tre oggetti in questione si sono mossi in perfetta sincronia, non può trattarsi di una coincidenza ed è stato anzi calcolato che la seconda stella completa un’orbita intorno al buco nero in settantamila anni.
V404 Cygni dista 7800 anni luce dalla Terra e non è visibile a occhio nudo
L’esistenza stessa di questa stella lontana suggerisce si debbano forse ripensare alcuni aspetti riguardo la meccanica dietro la formazione dei buchi neri o comunque delle supernove: i ricercatori suggeriscono che il buco nero in V404 Cygni possa essersi formato attraverso un collasso privo della susseguente esplosione, in modo tale da consentire alla stella esterna di non abbandonare l’orbita e rimanere debolmente legata al buco nero.
Il team di ricercatori è giunto a questa conclusione dopo aver analizzato migliaia di modelli e simulazioni che includevano la presenza del buco nero e delle due stelle nelle attuali posizioni e la spiegazione più plausibile per l’esistenza di questo sistema triplo è sempre il collasso diretto. Lo studio della stella distante ha inoltre consentito di stimare in quattro miliardi di anni l’età del sistema, poiché sarebbe in procinto (su scala temporale cosmica) di passare dalla sequenza principale alla fase di gigante rossa.
“Pensiamo che la maggior parte dei buchi neri si formi da violente esplosioni di stelle, ma questa scoperta sfida tale idea. Questo sistema è super eccitante per l’evoluzione dei buchi neri e solleva anche la questione se ci siano più tripli là fuori” afferma Brudge.
Lo studio “The black hole low-mass X-ray binary V404 Cygni is part of a wide triple“, di Kevin B. Burdge, Kareem El-Badry, Erin Kara, Claude Canizares, Deepto Chakrabarty, Anna Frebel, Sarah C. Millholland, Saul Rappaport, Rob Simcoe e Andrew Vanderburg è stato pubblicato su Nature (ottobre 2024).
