Immagina di essere catturato nelle grinfie di un buco nero, di essere girato a velocità vertiginosa e di avere la tua massa lentamente ma continuamente risucchiata. E questo duo danzante potrebbe essere il primo binario a raggi X buco nero ultra compatto identificato nella nostra galassia.
"Questo nano bianco è così vicino al buco nero che il materiale viene rimosso dalla stella e scaricato su un disco di materia attorno al buco nero prima di cadere", ha detto Arash Bahramian dell'Università di Alberta a Edmonton, in Canada, e Michigan State University, primo autore di un nuovo articolo.
Se tu fossi il nano bianco in questa situazione, potresti desiderare di concludere rapidamente tutto. Ma in qualche modo, la stella non sembra essere in pericolo di cadere o essere lacerata dal buco nero.
"Non pensiamo che seguirà un percorso nell'oblio, ma invece rimarrà in orbita", ha aggiunto Bahramian.
I dati dell'Osservatorio ai raggi X di Chandra, della missione NuSTAR e dell'Australian Telescope Compact Array (ATCA) mostrano prove che questa stella ruota attorno al buco nero circa due volte all'ora, e potrebbe essere la danza orbitale più stretta mai vista per un probabile nero buca e una stella compagna.
Questo apparente sistema binario unico - con un grande nome, X9 - si trova nell'ammasso globulare 47 Tucanae, un denso ammasso di stelle nella nostra galassia a circa 14.800 anni luce dalla Terra.
Gli astronomi studiano questo sistema da un po 'di tempo.
"Per molto tempo, si pensava che X9 fosse costituito da una nana bianca che estraeva materia da una stella simile al sole a bassa massa", ha scritto Bahramian in un post sul blog.
Ma nel 2015, le osservazioni radio con l'ATCA hanno mostrato che probabilmente la coppia contiene un buco nero che estrae materiale da una stella compagna chiamata una nana bianca, una stella a bassa massa che ha esaurito la maggior parte o tutto il suo combustibile nucleare.
"Nel 2015, il Dr. Miller-Jones e collaboratori hanno osservato forti emissioni radio da X9 che indicano la presenza di un buco nero in questo binario", ha continuato Bahramian. "Hanno suggerito che questo potrebbe significare che il sistema è costituito da un buco nero che estrae la materia da una nana bianca."
Guardando i dati archiviati di Chandra, mostravano cambiamenti nella luminosità dei raggi X allo stesso modo ogni 28 minuti, e Bahramian e il suo supervisore di dottorato Craig Heink pensano che questo sia probabilmente il tempo che impiega la stella compagna a compiere un'orbita completa attorno al buco nero. I dati di Chandra mostrano anche prove di grandi quantità di ossigeno nel sistema, una caratteristica delle nane bianche. Pensano che si possa affermare che la stella compagna è una nana bianca. E questa stella sarebbe quindi in orbita attorno al buco nero ad appena 2,5 volte la distanza tra la Terra e la Luna.
"Alla fine così tanta materia può essere estratta dal nano bianco che finisce per avere solo la massa di un pianeta", ha detto Heinke, anch'esso dell'Università dell'Alberta. "Se continua a perdere massa, la nana bianca potrebbe evaporare completamente."
I ricercatori pensano che questo sistema sarebbe un buon candidato per i futuri osservatori delle onde gravitazionali da osservare. La frequenza deve essere troppo bassa per essere rilevata con il Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, LIGO, che l'anno scorso ha effettuato rivelazioni rivoluzionarie delle onde gravitazionali. Sistemi come questo potrebbero dirci di più sulle onde gravitazionali, oltre a fornire maggiori informazioni sui sistemi binari del buco nero.
"Guarderemo da vicino questo binario in futuro, poiché sappiamo poco su come dovrebbe comportarsi un sistema così estremo", ha affermato il coautore Vlad Tudor della Curtin University e l'International Center for Radio Astronomy Research a Perth, in Australia. "Continueremo anche a studiare i cluster globulari nella nostra galassia per vedere se è possibile trovare ulteriori prove per binari del buco nero molto stretti".
Ulteriori letture:
Comunicato stampa Chandra
Comunicato stampa ICRAR
Post sul blog
Documento: la natura ultracompatta del binario radiografico candidato al buco nero 47 Tuc X9
