Due settimane fa (27 novembre), gli astronomi hanno pubblicato un articolo sulla rivista Nature affermando di aver trovato un buco nero incredibilmente gigantesco non troppo lontano dalla Terra. Se fossero corretti, sarebbe stato un grande shock per l'astrofisica, ribaltando le teorie su come e dove si formano tali enormi buchi neri. Ma sembra che probabilmente stessero sbagliando.
I ricercatori hanno pensato di aver trovato il raro, enorme buco nero, 70 volte la massa del nostro sole, come parte di un sistema binario noto come LB-1 che dista 15.000 anni luce dalla Terra. Ma ora, due articoli indipendenti pubblicati nel database arXiv questa settimana hanno riscontrato lo stesso problema di base con tale affermazione: si basava sulle prove che il buco nero invisibile si stava muovendo leggermente mentre la sua stella compagna pesante, nota come stella B, girava attorno ad esso . La differenza tra la leggera oscillazione del buco nero e il movimento rapido della stella suggeriva che il buco nero era molto più grande - se fossero più vicini l'uno all'altro delle dimensioni, ti aspetteresti che il buco nero si muova tanto quanto la stella. Tuttavia, secondo i due nuovi articoli, i ricercatori hanno frainteso ciò che stavano vedendo alla luce dal sistema distante.
Immagina un lottatore di sumo che fa roteare una palla da bowling in cerchio alla fine di una lunga catena. È praticamente come il modello di questo sistema ha funzionato nel documento Nature. Il lottatore in quello scenario (il buco nero) si spostava leggermente avanti e indietro per compensare il peso della palla (la stella compagna), ma la palla avrebbe fatto la maggior parte del movimento. Se conoscessi la massa della palla da bowling e sapessi quanto si muovevano, potresti calcolare la massa del lottatore di sumo.
Il problema è che la luce tremolante su cui i ricercatori hanno costruito l'affermazione - chiamata "linea di emissione Hα" - ora sembra che non provenga affatto dal buco nero. Ciò significa che la misurazione della massa strabiliante è probabilmente sbagliata.
"Hai questa" stella B "di massa e questo è un componente. E poi il buco nero è l'altro componente", ha detto Jackie Faherty, un astrofisico del Museo americano di storia naturale di New York, che non era " t coinvolto in nessuno di questi documenti. "Quindi hai queste due cose che stai guardando ma possono confondersi l'una con l'altra."
I telescopi sulla Terra generalmente non sono abbastanza nitidi da risolvere i singoli oggetti nei sistemi stellari abbastanza bene da misurarne i movimenti - specialmente quando uno di quegli oggetti è un buco nero, visibile solo dal sottile "disco di accrescimento" del materiale attorno al suo corpo principale . Pertanto, studiare questi sistemi richiede spesso di analizzare gli schemi nelle singole frequenze di luce provenienti dai sistemi e di usarli per trarre conclusioni su ciò che accade al loro interno.
LB-1 ha una fonte di dati molto luminosa: tutta la luce proveniente dalla normale stella B nel sistema. I ricercatori possono misurare i suoi movimenti usando l'effetto Doppler, che allunga le lunghezze d'onda della luce e la luce sembra arrossarsi quando la stella si allontana dalla Terra, e quindi diventa un po 'più blu mentre si sposta verso la Terra. I ricercatori possono tracciare l'effetto Doppler in una serie di linee di emissione, in particolare le frequenze luminose di radiazione che corrispondono alle caratteristiche individuali della stella.
Nel documento di Nature, i ricercatori hanno trovato un'altra linea di emissione nel sistema, la linea Hα, che non sembrava provenire dalla stella normale. Hanno scoperto che mostrava anche un lieve effetto Doppler, suggerendo che la sua fonte si stava muovendo leggermente e suggerendo che probabilmente proveniva dal disco di materiale attorno a un buco nero invisibile nel sistema. Ciò che i nuovi articoli hanno scoperto è che i ricercatori di Nature non sono riusciti a districare completamente i dati dalla fonte luminosa, dalla stella e dalla fonte fioca. Quell'apparente oscillazione nella linea Hα era una sorta di illusione creata dalla luce dalla stella compagna e scompare una volta sottratta correttamente quella fonte. Qualunque cosa stia facendo la linea Hα non si muove affatto rispetto al sistema.
"Dopo che è stato sottolineato, è molto facile da capire - non è qualcosa di oscuro, e penso che la maggior parte degli astronomi capirebbe l'argomento e concordare", Leo C. Stein, un astrofisico dell'Università del Mississippi che non era coinvolto in nessuno di questi documenti, ha detto a Live Science.
Ha detto che dopo aver visto i nuovi documenti è "molto scettico" sull'affermazione iniziale del documento Nature sulla massa del buco nero.
Se la linea Hα non si muove, ciò significa una delle due cose, l'Università della California, Berkeley, gli astrofisici Kareem El-Badry e Eliot Quataert hanno scritto nel loro articolo, uno dei due pubblicati su arXiv che ha identificato il problema Hα.
"Un'interpretazione concepibile è che il compagno è un buco nero con una massa ancora più elevata di quanto riportato", hanno scritto.
Forse il buco nero è di dimensioni così stupende che non sembra oscillare affatto sotto l'influenza gravitazionale della sua stella compagna.
"Consideriamo questo scenario estremamente improbabile", hanno scritto.
Non ci sono altre prove di un buco nero così grande nel sistema.
Quindi lo scenario più probabile è che il sistema contenga un buco nero più tipico più o meno sulla scala del sole, e la linea Hα provenga da qualche altra fonte, come indicato nella seconda carta arXiv, da una squadra più grande della Katholieke Universiteit Leuven e Royal Observatory, entrambi in Belgio.
Un terzo documento, proveniente da un team di ricercatori provenienti dalla Nuova Zelanda, dal Canada e dall'Australia, ha identificato molti altri problemi con il documento Nature, incluso che gli autori probabilmente hanno giudicato erroneamente la distanza dal sistema. È avvincente, ha detto Stein, ma il problema Hα presenta un problema molto più semplice.
Il sistema è ancora interessante ed El-Badry ha dichiarato in un tweet che non vede l'ora di studiarlo in modo più dettagliato. Ma si adatta più perfettamente alle teorie esistenti sull'astrofisica, che spiega facilmente i piccoli buchi neri in questa regione dello spazio, ma fatica a spiegare come si sarebbe potuto formare un buco nero molto più grande.
"Questa è una storia di come la scienza progredisce", ha detto Faherty a Live Science. "Gli scienziati si sono davvero incuriositi perché è stata una sorta di spinta interessante a ciò che potremmo considerare nella nostra teoria dell'evoluzione stellare. Ma la scienza progredisce anche quando controlliamo attentamente il lavoro reciproco, ed è quello che è successo in questo caso."
