I buchi neri finora osservati erano singoli o parte di un sistema binario costituito da unbuco neroe unastella ordinariaoppure unastella di neutronio persinoun altro buco nero stellare: oggi i fisici delMITe delCaltechgrazie a dati d’archivio e a un satellite dell’ESAhanno per la prima volta scoperto unsistema triploformato da unbuco neroedue stelle compagne.
Il sistemaV404 Cygniera già noto ma in anni di osservazioni si era sempre ritenuto fosse unsistema binariocostituito da unbuco neroe dauna piccola stellacon una massa pari al70% del Solein un’orbita stretta completata insei giorni e mezzo, che come accade tipicamente in questo genere di sistemi sta lentamentecedendoal buco nero la propriamateria(si può dire venga letteralmentedivorato), generando un rilascio di energia visibile sotto forma di bagliore (nel 1930 fu registrato unevento novain questo sistema).
Il buco nero stellare di V404 Cygni ha una massa pari a 12 volte il Sole
Tuttavia analizzandoanni di datiraccolti su V404 Cygni Kevin Burdge, ricercatore presso ilMassachusetts Institute of Technology(Mit) e primo autore del nuovo studio, ha notatoun secondo bagliorefinora passato inosservato poiché proveniente da unadistanzache pareva eccessiva per essere legato a quel buco nero.
Una seconda stella si trova infatti a3500 unità astronomiche(UA) dal buco nero: una UA corrisponde alla distanza media fra il Sole e la Terra, ovvero150 milioni di chilometri, e per un paragone Plutone alla sua massima distanza (afelio) si trova a poco meno di50 UAdal Sole. Il problema in V404 Cygni riguardail processo stesso di formazione dei buchi neri stellari.
I buchi neri stellari si formano quandouna stella morentedotata di massa sufficienteesplodein quello che viene chiamato eventosupernova: l’energia viene rilasciata con tale violenza e quantità daimpedirea un’eventuale stella compagna legata debolmente dal punto di vista gravitazionale (per esempio per la grande distanza) di restare inorbitaintorno al buco nero, verrebbescaraventata via.
I ricercatori hanno allora fatto ricorso alle osservazioni diGaia, osservatorio orbitale dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), analizzando i dati relativi alle stelle circostanti: nel corso degli ultimi dieci anni i tre oggetti in questionesi sono mossi in perfetta sincronia, non può trattarsi di una coincidenza ed è stato anzi calcolato che la seconda stellacompleta un’orbita intorno al buco nero in settantamila anni.
V404 Cygni dista 7800 anni luce dalla Terra e non è visibile a occhio nudo
L’esistenza stessa di questa stella lontana suggerisce si debbano forse ripensare alcuni aspetti riguardola meccanica dietro la formazione dei buchi nerio comunque dellesupernove: i ricercatori suggeriscono che il buco nero in V404 Cygni possa essersi formato attraversoun collasso privo della susseguente esplosione, in modo tale da consentire alla stella esterna di non abbandonare l’orbita erimanere debolmente legata al buco nero.
Il team di ricercatori è giunto a questa conclusione dopo aver analizzatomigliaia di modelli e simulazioniche includevano la presenza del buco nero e delle due stelle nelle attuali posizioni ela spiegazione più plausibileper l’esistenza di questo sistema triplo è sempre ilcollasso diretto. Lo studio della stella distante ha inoltre consentito distimare in quattro miliardi di anni l’età del sistema, poiché sarebbe in procinto (su scala temporale cosmica) di passare dallasequenza principalealla fase di gigante rossa.
“Pensiamo che la maggior parte dei buchi neri si formi da violente esplosioni di stelle, ma questa scoperta sfida tale idea. Questo sistema è super eccitante per l’evoluzione dei buchi neri e solleva anche la questione se ci siano più tripli là fuori” afferma Brudge.
Lo studio “The black hole low-mass X-ray binary V404 Cygni is part of a wide triple“, di Kevin B. Burdge, Kareem El-Badry, Erin Kara, Claude Canizares, Deepto Chakrabarty, Anna Frebel, Sarah C. Millholland, Saul Rappaport, Rob Simcoe e Andrew Vanderburg è stato pubblicato suNature(ottobre 2024).
