Un ammasso di buchi neri nel cuore di NGC 6397

SCOPERTO DAL TELESCOPIO SPAZIALE HUBBLE E DA GAIA

Artist’s Impression of the Black Hole Concentration in NGC 6397

Gli ammassi globulari (AG) sono spettacolari concentrazioni di stelle a simmetria sferica e sono tra le prime strutture a essersi formate nelle galassie intorno cui orbitano come satelliti. Gli ammassi globulari ospitano le stelle più vecchie osservabili, quelle di Popolazione II, nate in nubi d’idrogeno ed elio poco contaminate dagli elementi più pesanti formatisi durante la primissima formazione stellare.

Contrariamente alle galassie nane sferoidali, alle quali assomigliano, gli AG non sono tenuti insieme dalla “materia oscura”, ma dalla tenue gravità che lega le loro stelle. Non è un caso che a ogni passaggio nei pressi del nucleo galattico, i globulari paghino un tributo in stelle al rigonfiamento centrale, esibendo talvolta dei lunghi flussi stellari.

Per via della grande concentrazione di stelle, si ipotizza che essi ospitino nel loro centro dei buchi neri di massa intermedia (Imbh) nati dal collasso di stelle massicce e accresciuti per graduale coalescenza.

L’ammasso NGC 6397 nella costellazione dell’Altare è stato scelto per mettere alla prova questa ipotesi, essendo dotato di un’evidente concentrazione e trovandosi a soli 7800 anni luce, una distanza che permette ai grandi strumenti come il Telescopio Spaziale Hubble di risolvere fini dettagli nel suo nucleo.

Gli studiosi Eduardo Vitral e Gary A. Mamon dell’Institut d’Astrophysique de Paris si aspettavano di trovare un Imbh (un buco nero ibrido tra quelli di massa stellare e i supermassicci posti al centro delle galassie); invece hanno trovato una concentrazione di buchi neri di taglia stellare; in pratica, un ammasso di buchi neri nel cuore dell’ammasso stellare.

I due studiosi hanno analizzato le posizioni e le velocità delle stelle all’interno dell’ammasso, utilizzando dati d’archivio ottenuti dal Telescopio Spaziale e irrobustiti dai più recenti ricavati del satellite astrometrico Gaia dell’Esa. Conoscendo la distanza dell’ammasso, l’analisi ha permesso di trasformare i movimenti registrati in velocità intrinseche delle singole stelle.

“La nostra analisi ha indicato che le orbite delle stelle sono quasi casuali in tutto l’ammasso globulare, piuttosto che sistematicamente circolari o molto allungate”, ha dichiarato Mamon. “Abbiamo trovato prove molto forti di massa invisibile nelle dense regioni centrali dell’ammasso, ma siamo rimasti sorpresi di scoprire che questa massa extra non è puntiforme, ma estesa a una piccola percentuale della dimensione dell’ammasso”, ha invece aggiunto Vitral.

La massa non visibile si pensa sia costituita da oggetti collassati formatisi da stelle massicce, esplose come supernove alcuni miliardi di anni fa. Tali resti stellari sono poi migrati verso il centro dell’ammasso, producendo la concentrazione rilevata.

Usando la teoria dell’evoluzione stellare, gli scienziati ritengono che la maggior parte della concentrazione invisibile sia costituita principalmente da buchi neri di massa stellare, piuttosto che da nane bianche o stelle di neutroni, e questo si concilia con altri studi che coinvolgono anche la rivelazione di onde gravitazionali prodotte dalla fusione di buchi neri presenti nei circa 200 ammassi globulari della Via Lattea.

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