Gli astronomi sono stati affascinati dai cluster globulari sin da quando sono stati osservati per la prima volta nel 17 ° secolo. Queste raccolte sferiche di stelle sono tra i più antichi sistemi stellari conosciuti nell'Universo, risalenti al primo Universo quando le galassie stavano appena iniziando a crescere e ad evolversi. Tali cluster orbitano attorno ai centri della maggior parte delle galassie, con oltre 150 noti per appartenere solo alla Via Lattea.
Uno di questi cluster è noto come NGC 3201, un cluster situato a circa 16.300 anni luce di distanza nella costellazione meridionale di Vela. Usando il Very Large Telescope (VLT) dell'ESO presso l'Osservatorio Paranal in Cile, un gruppo di astronomi ha recentemente studiato questo ammasso e notato qualcosa di molto interessante. Secondo lo studio rilasciato, questo cluster sembra avere un buco nero incorporato.
Lo studio è apparso nel Avvisi mensili della Royal Astronomical Society sotto il titolo "Un candidato distaccato del buco nero di massa stellare nel cluster globulare NGC 3201". Lo studio è stato condotto da Benjamin Giesers dell'Università Georg-August di Göttingen e comprendeva membri dell'Università John Moores di Liverpool, della Queen Mary University di Londra, dell'Osservatorio di Leida, dell'Istituto di astrofisica e di scienze spaziali, ETH di Zurigo e dell'Istituto Leibniz per astrofisica Potsdam (AIP).
Per motivi di studio, il team ha fatto affidamento sullo strumento Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) sul VLT per osservare NGC 3201. Questo strumento è unico per il modo in cui consente agli astronomi di misurare simultaneamente i movimenti di migliaia di stelle lontane . Nel corso delle loro osservazioni, il team ha scoperto che una delle stelle del cluster veniva lanciata a diverse centinaia di chilometri l'ora e per un periodo di 167 giorni.
Come ha spiegato Giesers in un comunicato stampa dell'ESO:
“Stava orbitando intorno a qualcosa di completamente invisibile, che aveva una massa più di quattro volte il Sole - questo poteva essere solo un buco nero! Il primo trovato in un ammasso globulare osservando direttamente la sua attrazione gravitazionale.”
Questa scoperta è stata piuttosto inaspettata e costituisce la prima volta che gli astronomi sono stati in grado di rilevare un buco nero inattivo nel cuore di un ammasso globulare, il che significa che attualmente non sta accumulando materia o circondato da un brillante disco di gas. Sono stati anche in grado di stimare la massa del buco nero misurando i movimenti della stella attorno ad essa e estrapolando così la sua enorme attrazione gravitazionale.
Dalle sue proprietà osservate, il team ha determinato che la stella in rapido movimento è circa 0,8 volte la massa del nostro Sole e la massa della sua controparte del buco nero per essere circa 4,36 volte la massa del Sole. Questo lo colloca nella categoria "buco nero di massa stellare", che sono stelle che superano la tolleranza di massa massima di una stella di neutroni, ma sono più piccole dei buchi neri supermassicci (SMBH) - che esistono al centro della maggior parte delle galassie.
Questa scoperta è estremamente significativa, e non solo perché era la prima volta che gli astronomi osservavano un buco nero di massa stellare in un ammasso globulare. Inoltre, conferma ciò che gli scienziati sospettavano da alcuni anni, grazie ai recenti studi radiologici e radiografici sui cluster globulari e alla rilevazione dei segnali delle onde di gravità. Fondamentalmente, indica che i buchi neri sono più comuni nei cluster globulari di quanto si pensasse in precedenza.
"Fino a poco tempo fa, si presumeva che quasi tutti i buchi neri sarebbero scomparsi dai cluster globulari dopo poco tempo e che sistemi come questo non dovevano nemmeno esistere!" disse Giesers. “Ma chiaramente non è così: la nostra scoperta è la prima rilevazione diretta degli effetti gravitazionali di un buco nero di massa stellare in un ammasso globulare. Questa scoperta aiuta a comprendere la formazione di ammassi globulari e l'evoluzione dei buchi neri e dei sistemi binari - vitale nel contesto della comprensione delle fonti delle onde gravitazionali ".
Questa scoperta è stata anche significativa dato che la relazione tra buchi neri e ammassi globulari rimane misteriosa, ma estremamente importante. A causa delle loro masse elevate, volumi compatti e grandi epoche, gli astronomi ritengono che i cluster abbiano prodotto un gran numero di buchi neri di massa stellare nel corso della storia dell'Universo. Questa scoperta potrebbe quindi dirci molto sulla formazione di ammassi globulari, buchi neri e le origini degli eventi delle onde gravitazionali.
E goditi questo podcast ESO che spiega la recente scoperta:
