Misteriosi buchi neri: finalmente l'anello mancante ha un volto
Dei buchi neri di dimensioni intermedie sappiamo molto poco: secondo una nuova teoria potrebbero nascere dalla collisione tra due stelle giganti rosse
I buchi neri sono tra gli oggetti cosmici più misteriosi e affascinanti dell’Universo. Anche se sappiamo molto sulla loro esistenza e su come funzionano, molto sfugge ancora alla nostra comprensione. Ma la scienza astronomica sta facendo passi da gigante anche in questo campo, e recentemente è arrivata una scoperta importante, che dà luce su un particolare tipo di buco nero di cui sapevamo poco.
I buchi neri di medie dimensioni
Fino a poco tempo fa, pensavamo che esistessero solo due tipi di buchi neri: quelli stellari, che sono grandi da 10 a 100 volte la massa del nostro Sole, e quelli supermassicci, milioni di volte più grandi, che si nascondono nel cuore degli ammassi stellari come la Via Lattea – recentemente abbiamo individuato il primo fuori dalla nostra galassia.
E l’anello mancante, quello di dimensioni medie? Non ce n’era traccia fino al 2019, quando sono emerse prove significative della sua esistenza: la terminologia esatta è buco nero di massa intermedia.
I rilevatori di onde gravitazionali LIGO (il Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) e Virgo hanno individuato GW190521, un flusso di energia così potente che poteva essere stato innescato solo da una collisione: una troppo piccola per aver generato un buco nero supermassiccio, ma troppo grande per diventare uno stellare.
I modelli matematici di GW190521, in particolare, dimostrano che quest’onda gravitazionale è nata da una collisione tra due buchi neri genitori, uno grande come 85 Soli e uno un po’ più piccolo, da 66 masse solari. Il risultante avrebbe una massa grande 140 volte il nostro Sole: il primo buco nero intermedio, mai osservato prima.
La scoperta degli scienziati
Recentemente, gli astronomi hanno scoperto che non è solo la collisione di due progenitori a generare un buco nero intermedio: potrebbe farlo anche lo scontro tra due stelle giganti.
Secondo l’astrofisica dell’Università di Padova Michela Mapelli, non esistono simulazioni di collisioni di stelle così massicce. La ricercatrice guida un progetto di ricerca chiamato DEMOBLACK, che usa dati al computer per i buchi neri che possono emergere e fondersi da ammassi di stelle.
Il team con cui Mapelli lavora ha studiato una prima possibile collisione, tra una stella a idrogeno molto giovane 40 volte più massiccia del Sole e una stella più vecchia con una massa di circa 60 soli. L’anziana si trova nella fase di gigante rossa della sua evoluzione, quando le stelle bruciano si gonfiano fino a raggiungere dimensioni centinaia di volte superiori a quelle originali. Lo studio e le simulazioni sono stati presentati all’ultima riunione della American Physical Society, e ci vorrà tempo prima di avere risultati concreti.
Alcuni studiosi ritengono che i buchi neri di medie dimensioni si siano formati in qualche momento della vita dell’Universo primordiale, poco dopo il Big Bang: è successo ai cosiddetti buchi neri primordiali, come quello recentemente individuato dal telescopio spaziale Hubble. Un’altra teoria vuole che i buchi neri aumentino di dimensione divorando la materia circostante: una teoria che però non riesce a spiegare le dimensioni di quelli che si nascondono all’interno delle galassie. Forse scoprire altri buchi neri di medie dimensioni aiuterà gli scienziati a risolvere questi misteri in futuro.
