Gli astronomi hanno scoperto il buco nero stellare più pesante della Via Lattea

Il buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia è il campione indiscusso dei pesi massimi della Via Lattea, ma un oggetto appena avvistato prende il titolo di buco nero stellare più massiccio conosciuto nella nostra galassia, con una massa fino a 33 volte superiore a quella del buco nero stellare più massiccio conosciuto nella nostra galassia. il Sole. Il nostro sole.

Un team guidato da Pasquale Panozzo, astronomo dell'Osservatorio di Parigi, ha scoperto il più grande buco nero stellare mai scoperto nella Via Lattea. Gaia BH3 batte il precedente detentore del record, Cygnus X-1, che pesa solo 21 masse solari. I risultati sono Cerniera Nella ricerca pubblicata oggi sul Journal of Astronomy and Astrophysics.

Gaia BH3 si trova nella costellazione del Falco Pescatore, a circa 2.000 anni luce dalla Terra. Il team lo ha scoperto esaminando i dati della missione Gaia dell'Agenzia spaziale europea, un osservatorio spaziale operativo dal 2013. La missione in corso di Gaia è costruire la mappa 3D più dettagliata della nostra galassia. La stella in orbita attorno a BH3 era già nota agli astronomi, ma il suo status di compagna del buco nero è stata una completa sorpresa, e il peso che ne risulta lo è ancora di più.

“Quando ho visto i risultati per la prima volta, ero convinto che ci fosse un problema con i dati, non potevo crederci”, ha detto Panozzo a Gizmodo. “Ora mi sento come se lo avessi fatto davvero”. IL Scopri la mia vita!

La scoperta è stata supportata da una serie di osservatori a terra e strumenti all'avanguardia, tra cui lo spettrometro ultravioletto e visibile (UVES) sul Very Large Telescope dell'Osservatorio Europeo Australe in Cile, lo spettrografo Hermes sul Telescopio Mercator in Spagna e il Telescopio SOPHIE. Spettrometro ad alta risoluzione in Francia.

Gli astronomi hanno utilizzato le misurazioni precise di Gaia per determinare la dimensione dell'orbita e il tempo impiegato dalla stella per orbitare attorno al buco nero. Hanno quindi applicato le leggi di Keplero, principi che descrivono i movimenti dei pianeti e delle stelle, per calcolare la massa del buco nero dalla dimensione della sua orbita e dal suo periodo di rotazione. Hanno usato due metodi: l’astrometria, che traccia le leggere oscillazioni di una stella compagna mentre sembra cambiare posizione nel cielo, e la spettroscopia, che utilizza l’effetto Doppler per misurare la velocità con cui una stella si muove verso o lontano da noi.

I buchi neri stellari sono i resti di stelle massicce che sono collassate sotto la loro stessa gravità, formando tipicamente buchi neri circa 10 volte la massa del nostro Sole. Secondo la nuova ricerca, l’elevata massa di Gaia BH3 suggerisce che abbia avuto origine da una stella povera di metalli, che ha mantenuto più massa nel corso della sua vita e quindi potrebbe formare un buco nero più grande quando muore.

Al contrario, il buco nero supermassiccio Sagittarius A*, nel cuore della galassia, è molto più grande, con una massa pari a circa 4 milioni di volte quella del Sole. Questi oggetti giganti non si formano dal collasso di una singola stella, ma probabilmente crescono dalla fusione di buchi neri più piccoli e dall’accrescimento di gas e materiale stellare nel corso di milioni di anni.

Panozzo ha spiegato che il buco nero stellare “si è formato a seguito del collasso gravitazionale di una stella massiccia – una stella che è forse da 40 a 50 volte più grande del nostro Sole – alla fine della sua vita”. “Questi tipi di stelle hanno una vita breve, qualche milione di anni, rispetto ai 10 miliardi di anni del Sole, e terminano la loro vita in una supernova, lasciandosi dietro un buco nero. Ecco perché li chiamiamo buchi neri stellari confonderli con i buchi neri supermassicci presenti nel centro galattico.

Panozzo ha affermato che è “molto probabile” che esistano buchi neri stellari più grandi nella nostra galassia. Nel precedente, Telescopi gravitazionali LIGO-Virgo-KAGRA Rilevamento della fusione di buchi neri con una massa superiore a 80 masse solari in galassie distanti. In effetti, buchi neri stellari pesanti sono stati scoperti in precedenza, ma in altre galassie e utilizzando metodi di rilevamento alternativi. Questi buchi neri distanti sono identificati da… Astronomia delle onde gravitazionali, che osserva le increspature nello spaziotempo causate dalla fusione di buchi neri stellari. Ho chiesto a Panozzo perché siamo riusciti a trovare enormi buchi neri stellari in galassie così lontane, ma solo di recente ne abbiamo osservato uno nella nostra galassia.

“Ci sono due ragioni”, ha detto. “Il primo è che i telescopi gravitazionali LIGO-Virgo-KAGRA sono in grado di rilevare fusioni di buchi neri a distanze molto grandi, portando all’esplorazione di miliardi di galassie. Il secondo è che questi buchi neri sono prodotti da stelle massicce con bassa metallicità. ” cioè stelle composte quasi esclusivamente da idrogeno ed elio, con solo tracce di altri elementi, ha detto Panozzo: “Queste stelle erano presenti nella nostra galassia solo nei suoi primi giorni, quindi non possiamo più vedere la formazione di nuovi buchi neri massicci nella nostra galassia.”

I dati utilizzati nello studio erano inizialmente destinati al prossimo rilascio dei dati Gaia, previsto entro la fine del 2025. Ma data l’importanza della scoperta, il team ha scelto di pubblicare i risultati in anticipo. “Questa scoperta ha molte implicazioni per i modelli di evoluzione stellare e il campo delle onde gravitazionali”, ha spiegato Panozzo. “Si è ritenuto che questa straordinaria scoperta non potesse essere nascosta alla società per due anni in attesa della prossima pubblicazione.” Rilevandoli ora, la comunità scientifica può condurre prime osservazioni di follow-up, ha aggiunto.

A tal fine, le future osservazioni effettuate con lo strumento GRAVITY sull'interferometro del Very Large Telescope dell'Osservatorio Europeo Australe mireranno a determinare se questo buco nero sta attirando materia dall'ambiente circostante, fornendo informazioni più approfondite sulla sua natura e sul suo comportamento.