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Rilevato il primo buco nero dormiente extragalattico

This artist’s impression shows what the binary system VFTS 243 might look like if we were observing it up close. The system, which is located in the Tarantula Nebula in the Large Magellanic Cloud, is composed of a hot, blue star with 25 times the Sun’s mass and a black hole, which is at least nine times the mass of the Sun. The sizes of the two binary components are not to scale: in reality, the blue star is about 200 000 times larger than the black hole.  Note that the 'lensing' effect around the black hole is shown for illustration purposes only, to make this dark object more noticeable in the image. The inclination of the system means that, when looking at it from Earth, we cannot observe the black hole eclipsing the star.

È candidato a essere il primo buco nero di massa stellare ‘dormiente’ identificato in modo inequivocabile al di fuori della Via Lattea. È il buco nero scoperto nel sistema stellare Vfts 243, situato nella Grande Nube di Magellano. I risultati, pubblicati su Nature Astronomy, sono stati ottenuti grazie a 6 anni di osservazioni con il Very Large Telescope di Eso.

I dati mostrano che la stella madre, la cui morte ha generato il buco nero, è collassata senza lasciare segni di una potente esplosione di supernova.

I buchi neri dormienti si formano quando le stelle massicce, con almeno 5 masse solari, terminano la propria vita e collassano a causa della propria gravità. Nonostante siano ritenuti molto diffusi, questi oggetti sono assai difficili da individuare. Emettono infatti bassi livelli di raggi X, la lunghezza d’onda attraverso la quale questi buchi neri vengono in genere rilevati: da qui il nome ‘dormienti‘.

Se un buco nero dormiente viene generato da una stella all’interno di un sistema binario, ossia due stelle che ruotano l’una attorno all’altra, esso si troverà a orbitare attorno a una compagna luminosa.

Per individuare Vfts 243, il team ha studiato quasi 1000 stelle massicce nella regione della Nebulosa Tarantola della Grande Nube di Magellano, utilizzando lo strumento Flames (Fiber Large Array Multi Element Spectrograph) del Vlt con lo scopo di ricercare potenziali compagne di buchi neri.

Con una massa pari a 9 volte quella del Sole, il buco nero dormiente è stato rilevato in orbita attorno a una stella blu molto calda di 25 masse solari. La massa minima del buco nero suggerisce che il sistema stellare Vfts 243 sia la prima binaria extragalattica individuata senza ambiguità a contenere un buco nero silenzioso.

La ricerca, inoltre, fornisce informazioni importanti per un dibattito astronomico ancora aperto: se la nascita di un buco nero dal collasso di una stella massiccia sia associato o meno a una potente esplosione di supernova. Nel caso di Vfts 243, l’orbita quasi circolare e il moto dei due oggetti suggeriscono che il collasso sia avvenuto con poca o nessuna espulsione di materiale.

«La stella che ha formato il buco nero in Vfts 243 sembra essere completamente collassata, senza alcun segno di una precedente esplosione – spiega Tomer Shenar, primo autore dell’articolo. – Recentemente sono emerse prove di questo scenario di ‘collasso diretto’, ma il nostro studio fornisce probabilmente una delle indicazioni più inequivocabili, con enormi implicazioni sull’origine della fusione di buchi neri nel cosmo».

Immagine in evidenza: illustrazione artistica del sistema Vfts 243 con il buco nero dormiente in orbita laa sua compagna luminosa. Crediti: Eso/L. Calçada

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