Hubble trova prove di un raro buco nero su Omega Centauri

Un team internazionale di astronomi ha utilizzato più di 500 immagini scattate dalla NASA e dal telescopio spaziale Hubble dell’Agenzia spaziale europea nell’arco di vent’anni per scoprire sette stelle in rapido movimento nella regione interna di Omega Centauri, l’ammasso stellare globulare più grande e luminoso del cielo. Queste stelle forniscono nuove prove convincenti dell’esistenza di un buco nero di massa intermedia.

I buchi neri di massa intermedia sono un “anello mancante” a lungo ricercato nell’evoluzione dei buchi neri. Finora sono stati trovati solo pochi altri candidati buchi neri di massa intermedia. I buchi neri più conosciuti sono molto massicci, come i buchi neri supermassicci situati nei nuclei delle grandi galassie, o relativamente leggeri, con una massa inferiore a 100 volte la massa del Sole.

I buchi neri sono uno degli ambienti più estremi di cui gli esseri umani siano a conoscenza, e quindi un banco di prova per le leggi della fisica e la nostra comprensione di come funziona l’universo. Se esistono i buchi neri, quanto sono comuni? Un buco nero supermassiccio nasce da un buco nero supermassiccio? Come si formano i buchi neri supermassicci? Gli ammassi stellari densi sono il loro habitat preferito?

Omega Centauri può essere visto dalla Terra ad occhio nudo ed è uno dei corpi celesti preferiti dagli osservatori delle stelle dell’emisfero australe. Sebbene il gruppo sia distante 17.000 anni luce e si trovi appena sopra il livello della Via Lattea, appare grande quanto una luna piena se visto da un’oscura area rurale.

La classificazione precisa di Omega Centauri si è evoluta nel tempo, man mano che la nostra capacità di studiarlo è migliorata. Fu elencata per la prima volta nel catalogo di Tolomeo quasi 2.000 anni fa come stella singola. Edmund Halley la menzionò come nebulosa nel 1677 e nel 1830 l’astronomo inglese John Herschel fu il primo a riconoscerla come un ammasso globulare.

Gli ammassi globulari sono tipicamente costituiti da un milione di stelle antiche legate strettamente insieme dalla gravità e si trovano sia nelle regioni circostanti che in quelle centrali di molte galassie, inclusa la nostra. Omega Centauri ha diverse caratteristiche che lo distinguono dagli altri ammassi globulari: ruota più velocemente dei normali ammassi globulari e la sua forma è molto piatta. Inoltre, Omega Centauri è circa 10 volte più massiccio di altri grandi ammassi globulari, grosso modo la massa di una piccola galassia.

L’ammasso Omega Centauri è formato da circa dieci milioni di stelle legate insieme dalla gravità. Un team internazionale è ora riuscito a creare un enorme catalogo dei movimenti di queste stelle, misurando le velocità di 1,4 milioni di stelle studiando più di 500 immagini riprese dal telescopio Hubble del gruppo.

La maggior parte di queste osservazioni avevano lo scopo di calibrare gli strumenti di Hubble piuttosto che per uso scientifico, ma si sono rivelate un database ideale per gli sforzi di ricerca del team. Il catalogo completo, il più grande catalogo di movimenti di qualsiasi costellazione fino ad oggi, sarà disponibile a tutti. L’uscita è prevista per il 2012. Giornale astrofisico E l’articolo è attualmente disponibile Sul arksif Server di prestampa.

“Abbiamo scoperto sette stelle che non dovrebbero essere lì”, ha spiegato Maximilian Haberl dell’Istituto Max Planck di astronomia in Germania, che ha condotto l’indagine. “Si stanno muovendo così velocemente che dovrebbero sfuggire all’ammasso e non tornare mai più”.

“La spiegazione più probabile è che un oggetto estremamente massiccio attragga queste stelle con la forza gravitazionale e le mantenga vicine al centro. L’unico oggetto che potrebbe essere così massiccio è un buco nero, con una massa almeno 8.200 volte quella del nostro Sole.” .”

Diversi studi hanno suggerito l’esistenza di un buco nero di massa intermedia nella stella Omega Centauri. Tuttavia, altri studi hanno suggerito che la massa potrebbe essere il contributo di un ammasso centrale di buchi neri di massa stellare, e hanno suggerito che la mancanza di stelle in rapido movimento al di sopra della velocità di fuga necessaria rende la possibilità di un buco nero di massa intermedia. inferiore in confronto.

La leader del team Nadine Neumayer, dell’Istituto Max Planck per l’astronomia, che ha avviato lo studio, ha aggiunto: “Questa scoperta è la prova più diretta fino ad oggi dell’esistenza di un buco nero di massa intermedia a Omega Centauri. Questo è interessante perché ce ne sono solo pochissimi “Tra gli altri buchi neri conosciuti con masse simili, il buco nero di Omega Centauri potrebbe essere il miglior esempio di buco nero di massa intermedia nel nostro vicinato cosmico.”

Se confermato, il candidato buco nero si troverebbe 17.000 anni luce più vicino alla Terra rispetto al buco nero da 4,3 milioni di massa solare al centro della Via Lattea, che è a 26.000 anni luce di distanza. Oltre al centro galattico, questo buco nero sarebbe l’unico caso noto di un numero di stelle strettamente associate a un buco nero massiccio.

Il team scientifico spera ora di determinare le proprietà del buco nero. Sebbene si ritenga che la sua massa sia pari ad almeno 8.200 masse solari, la sua massa esatta e la sua posizione esatta non sono completamente note. Il team intende anche studiare le orbite delle stelle in rapido movimento, che richiederanno ulteriori misurazioni della loro velocità in linea di vista.

Al team è stato concesso il tempo di utilizzare la NASA, l’ESA e il James Webb Space Telescope dell’Agenzia spaziale canadese per farlo, e ha altre proposte in sospeso per utilizzare altri osservatori.

La stella Omega Centauri è stata anche una delle recenti caratteristiche dei nuovi dati della missione Gaia dell’Agenzia spaziale europea, che comprendeva più di 500.000 stelle.

“Anche dopo 30 anni, il telescopio spaziale Hubble con i suoi strumenti di imaging è ancora uno dei migliori strumenti per l’astronomia ad alta risoluzione in campi stellari affollati, regioni in cui Hubble può fornire ulteriore sensibilità dalle osservazioni della missione Gaia dell’Agenzia spaziale europea”, ha condiviso membro del team Mattia Liberalto, dell’Istituto Nazionale di Astrofisica in Italia (INAF), che in precedenza ha lavorato presso AURA per l’Agenzia Spaziale Europea durante il periodo di questo studio.

“I nostri risultati dimostrano l’elevata risoluzione e sensibilità di Hubble, dandoci nuove entusiasmanti intuizioni scientifiche e daranno nuovo slancio al tema dei buchi neri di massa intermedia negli ammassi globulari”.