Ci sono voluti 20 anni. Due decenni trascorsi a fissare il cuore denso di Omega Centauri.
Fino ad ora, gli oscuri segreti del cluster sono rimasti nascosti.
Gli astronomi hanno finalmente trovato qualcosa che nessuno si aspettava: il primo buco nero confermato di massa stellare nell’ammasso globulare più massiccio della galassia.
L’oggetto, denominato oMEGACat BH-2, si nasconde in bella vista. È la punta dell’iceberg. Le stime suggeriscono che circa 10.000 di questi oggetti si nascondono nell’ammasso, in attesa di essere trovati.
Perché Omega Centauri è importante
Omega Centauri non è solo un altro ammasso stellare. È il re.
Situata a 18.000 anni luce dalla Terra nel Centauro, questa bestia racchiude 3,6 milioni di masse solari di luce stellare. Ciò lo rende il sistema stellare più massiccio mai catalogato nella Via Lattea.
È vecchio. Davvero vecchio. Dodici miliardi di anni.
Con una larghezza di 150 anni luce, contiene oltre 10 milioni di stelle. Sono fitti, legati gravitazionalmente e affollati. Se vivessi lì, il cielo notturno non sarebbe come il nostro. Sarebbe accecantemente luminoso. Visibile ad occhio nudo nell’emisfero australe, brilla di magnitudine 3,9.
Ma il punto non è la luce. L’oscurità è.
Sapevamo già che al suo centro si trovava un buco nero di massa intermedia. Lo sospettavamo da anni utilizzando i dati di Hubble. Ma le cose più piccole? I buchi neri di massa stellare? Rimasero fantasmi invisibili.
La svolta nell’astrometria
Perché ci sono mancati?
I metodi di rilevamento standard non sono riusciti. Il metodo della velocità radiale? Troppo rumoroso in un campo così affollato. Emissioni radio? Nessuno rilevato. Emissione di raggi X da materiale in accrescimento? Niente.
Quindi il team ha provato l’astrometria.
Sembra tecnico. In realtà è solo un monitoraggio preciso. Guardi dove si muovono le stelle nel tempo. Se una stella vacilla – sussulta leggermente contro le sue vicine – sta trascinando qualcosa di massiccio e invisibile.
Il dottor Matthew Whitaker e il suo team dell’Università dello Utah non si sono limitati a esaminare i dati di alcuni anni. Hanno estratto gli archivi.
Hanno raccolto più di 20 anni di immagini del telescopio spaziale Hubble. Poi hanno affinato l’attenzione utilizzando nuovi dati provenienti dal James Webb Space Telescope (una collaborazione tra NASA, ESA e CSA).
La precisione richiesta era sconcertante. Stavano misurando il movimento stellare fino a frazioni di pixel.
“Non sarebbe stato possibile trovare questi buchi neri senza questi due telescopi spaziali.”
Senza la lunga linea di base di Hubble e l’occhio acuto di Webb, il segnale sarebbe svanito nel rumore.
oMEGACat BH-2: La danza più lenta dell’universo
È qui che la storia diventa strana.
La maggior parte dei sistemi binari dei buchi neri sono ballerini serrati e frenetici. Si muovono a spirale verso l’interno. Si fondono. Gridano nelle onde gravitazionali.
Questo? È un rullo lento.
La stella compagna orbita attorno a oMEGACat BH2 una volta ogni 94 anni.
Questo è il periodo orbitale più lungo mai registrato per un sistema binario di buco nero. Il sistema probabilmente si è formato dinamicamente. La stella e il buco nero non sono nati insieme come una coppia. Si sono scontrati e si sono catturati a vicenda nell’ambiente caotico dell’ammasso.
Ma ecco il problema.
Questa configurazione è instabile.
Il team ha calcolato che gli incontri con le stelle di passaggio alla fine distruggeranno questo sistema. Durerà meno di un miliardo di anni. È un batter d’occhio rispetto all’età di 12 miliardi di anni dell’ammasso. L’abbiamo trovato durante la sua breve e lenta finestra.
Perché è importante?
Al di là della novità, questa scoperta aiuta a calibrare la nostra comprensione della fisica dei buchi neri. Gli ammassi globulari sono fabbriche di fusioni. Sono le fonti primarie degli eventi di onde gravitazionali che rileviamo sulla Terra.
“Comprendere il processo di formazione dei buchi neri e quindi di formazione dinamica dei sistemi binari è di vitale importanza, perché influisce sulla nostra capacità di interpretare e comprendere gli eventi delle onde gravitazionali.”
Ha detto il dottor Anil Seth, un altro autore dell’Università dello Utah. Se non comprendiamo la popolazione qui, non comprendiamo le onde là fuori.
Anche il buco nero stesso era più leggero del previsto. Un promemoria che la natura non sempre segue i nostri modelli.
L’articolo che descrive questa scoperta è apparso su Astrophysical Journal Letters.
Probabilmente ce ne sono altri 9.999 in Omega Centauri.
E stanno tutti solo aspettando che diventiamo più bravi a guardare.
