Il buco nero, con una massa di tre milioni di soli, è invisibile agli astronomi, ma un nuovo metodo potrebbe aiutare a osservarlo.
Il buco nero supermassiccio più vicino alla Terra si trova proprio al centro della nostra galassia, nella Via Lattea. Si chiama Sagittarius A, dista da noi circa 26.000 anni luce e ha una massa equivalente a quella di quattro milioni di soli. Ma non è l’unico ‘mostro’ di questo tipo che abbiamo in giro. Gli astronomi, infatti, sanno che una nostra piccola galassia satellite, chiamata Leo I e situata a ‘solo’ 820.000 anni luce di distanza, ospita anch’essa un buco nero di dimensioni simili, che non siamo ancora riusciti a osservare. “Vedere” un buco nero, per quanto grande possa essere grande, non è mai un compito facile. Basti ricordare che quello presente nella nostra galassia è stato immortalato quest’anno. E oltre al ‘nostro’ abbiamo le immagini di un altro buco nero supermassiccio molto più lontano (M87 , a 54 milioni di anni luce) e molto più grande (circa 6.000 milioni di masse solari), fotografato nel 2019. E qui è finito l’elenco. L’esistenza di Leo I* è stata suggerita per la prima volta nel 2021, quando un team di astronomi ha notato che le orbite delle stelle stavano accelerando mentre si avvicinavano al centro della galassia nana, un segno rivelatore dell’enorme attrazione gravitazionale di Leo, un grande buco nero. Ed è stato così, calcolando l’accelerazione delle stelle attratte dal campo gravitazionale del buco nero, che i ricercatori hanno dedotto che Leo I* ha una massa pari a circa tre milioni di volte quella del nostro Sole. In altre parole, è appena il 25% più piccolo del Sagittario A. Tuttavia, nonostante il fatto che gli effetti gravitazionali abbiano rivelato indirettamente la presenza del buco nero, vederlo rappresenta una sfida completamente diversa. Ora, un team di ricercatori del Center for Astrophysics dell’Harvard Smithsonian ha appena proposto un metodo per raggiungere questo obiettivo. Il lavoro è pubblicato su ‘Astrophysical Journal Letters‘. “I buchi neri“, spiega Fabio Pacucci che insieme all’astrofisico di Harvard Avi Loeb è l’autore principale dell’articolo, “sono oggetti molto sfuggenti e talvolta si divertono a giocare a nascondino con noi. I raggi di luce non possono sfuggire ai loro orizzonti degli eventi, ma l’ambiente che li circonda può essere estremamente luminoso, se abbastanza materiale cade nel loro pozzo gravitazionale. Ma se un buco nero non accumula massa, non emette luce e diventa impossibile da trovare con i nostri telescopi“. Ed è questo è il caso di Leo I.
La galassia nana che la ospita non ha abbastanza gas per alimentarla, quindi rimane inattiva e, di fatto, invisibile. Ricordiamo che le fotografie che abbiamo di M87* e Sagittarius A* mostrano, in entrambi i casi, anelli arancioni luminosi con all’interno i rispettivi buchi neri. Questi anelli sono fatti di materia che ruota molto rapidamente intorno ai due buchi neri prima di essere inghiottita, producendo radiazioni brillanti che possono essere captate dai telescopi. Ma se non c’è materia da divorare, non c’è alcun anello luminoso intorno al buco nero, e tutto rimane invisibile. Secondo Pacucci e i suoi colleghi, però, potrebbe esserci un modo per vedere bene Leo I*. “Nel nostro studio – spiega lo scienziato – suggeriamo che una piccola quantità di massa persa dalle stelle che si trovino vicino al buco nero potrebbe fornire il tasso di accrescimento necessario per osservarlo. Le vecchie stelle diventano molto grandi e rosse, le chiamiamo stelle giganti rosse. Le giganti rosse hanno spesso forti venti che trasportano una frazione della loro massa nell’ambiente. Lo spazio attorno a Leo I sembra contenere un numero sufficiente queste antiche stelle da poter essere osservato“. “Guardare Leo I* potrebbe essere rivoluzionario“, afferma Avi Loeb. Sarebbe il secondo buco nero supermassiccio più vicino dopo quello al centro della nostra galassia, con una massa molto simile ma ospitato in una galassia mille volte più piccola della Via Lattea. Questo fatto sfida tutto ciò che sappiamo su come coevolvono le galassie e i loro buchi neri supermassicci centrali. Come ha fatto una buco nero cosi grande a nascere in una galassia così piccola? Decenni di studi mostrano che la maggior parte delle galassie massicce ospita un buco nero supermassiccio al centro, con la massa del buco nero in genere non superiore a un decimo della massa totale dello sferoide di stelle circostante. ”Nel caso di Leo I* – continua Loeb – ci aspetteremmo un buco nero molto più piccolo. Invece, questa piccola galassia sembra contenere un buco nero diversi milioni di volte la massa del Sole, simile a quello che ospita la Via Lattea“. Ma quando avremo un’immagine di Leo I*? Secondo Pacucci “non ci siamo ancora arrivati, ma il team sta operando con il Chandra X-ray Space Observatory e con il radiotelescopio Very Large Array nel New Mexico. Leo I sta giocando a nascondino”, conclude Pacucci, “ma emette troppe radiazioni per passare inosservato ancora per molto“.
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