Buco nero centrale della Via Lattea potrebbe avere un “compagno” più piccolo

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Così come avviene per le stelle, anche molti buchi neri potrebbero risiedere in sistemi binari, sostanzialmente potrebbero orbitare intorno ad un centro comune con un altro buco nero. È di questo parere Smadar Naoz, un professore associato di fisica e astronomia dell’UCLA College.
Secondo lo scienziato in particolare le coppie di buchi neri supermassicci potrebbero essere molto comuni, molto di più di quanto ipotizzato in precedenza.

Buco nero al centro di Via Lattea potrebbe avere compagno

A tal proposito il ricercatore prende in considerazione il buco nero che si trova al centro della nostra galassia. Denominato Sgr A*, questo buco nero ha una massa stimata di circa 4 milioni di masse solari. La sua esistenza e la sua massa sono state dedotte dagli scienziati grazie allo studio e alle analisi delle orbite delle stelle più vicine al buco nero, orbite chiaramente influenzate dall’enorme massa del buco nero.
Secondo il ricercatore, che pubblico uno studio su arXiv nel dicembre del 2019 al riguardo,[1] Sgr A* potrebbe avere un buco nero “compagno” più piccolo. Questo buco nero minore potrebbe avere una massa di 100.000 volte quella del Sole.

Fusione delle galassie

La teoria si basa sulla fusione delle galassie. Queste funzioni avvengono tutt’oggi ma avvenivano soprattutto quando l’universo era molto giovane, fin da quando aveva 100 milioni di anni. Durante quest’epoca primordiale, le galassie erano molto più piccole rispetto alle dimensioni medie odierne ed erano però molto più massicce.
Dentro queste galassie primordiali le stelle più massicce finivano per morire creando dei buchi neri. Questi tendevano a situarsi al centro delle galassie sprofondando nella loro stessa gravità diventando poi “supermassicci” (almeno 1 milione di volte la massa del Sole).

Si formavano coppie di buchi neri supermassicci

In quest’epoca le fusioni delle galassie erano molto comuni. Ciò vuol dire che quando due galassie si fondevano si formavano coppie di buchi neri supermassicci. Abbiamo trovato molte tracce del fatto che anche la Via Lattea si è fusa in passato con altre galassie, in special modo galassie più piccole. Questo può significare che il buco nero supermassiccio che si trova al centro della nostra galassia potrebbe in effetti avere un buco nero “compagno”, un residuato di una di queste fusioni.

Come individuarlo?

Il buco nero compagno di Sgr A* potrebbe essere individuato, ancora una volta, analizzando gli influssi gravitazionale del buco nero più piccolo. Anche quest’ultimo, infatti, eserciterebbe una propria attrazione sull’altro buco nero.
Tuttavia il secondo buco nero eserciterebbe un’influenza gravitazionale anche sulle stelle che si trovano al centro della Via Lattea che circonderebbero l’ipotetica coppia. Questa attrazione produrrebbe dei piccoli cambiamenti nelle orbite che potrebbero essere individuati tenendo anche in considerazione che nei pressi c’è un altro buco nero molto più grande.

L’analisi della stella S0-2

A tal proposito si potrebbe analizzare la stella S0-2, una delle stelle più studiate tra quelle che sono vicine al buco nero supermassiccio centrale. Le analisi finora sembrano già escludere l’idea che possa esistere, intorno al buco nero supermassiccio centrale, un altro con una massa superiore a 100.000 volte la massa del Sole che sia più lontano di circa 200 volte la distanza media tra il Sole e la Terra. Tuttavia un secondo buco nero più piccolo potrebbe ancora trovarsi entro questa distanza: semplicemente per qualche motivo non conosciuto non produrrebbe influssi gravitazionale su SO-2.

Usare onde gravitazionali

Inoltre si potrebbero usare le onde gravitazionali per individuare il buco nero più piccolo così come si fa già oggi per individuare le fusioni di buchi neri e di stelle di neutroni.
L’ipotetica coppia di buchi neri al centro della Via Lattea produrrebbe infatti delle onde gravitazionali ma queste ultime si propagherebbero a frequenze molto basse rispetto a quelle di una fusione tra due buchi neri.
Per individuarle ci vorrebbe un rivelatore di onde gravitazionali spaziale e fortunatamente uno è già stato pianificato. Si chiama LISA, un progetto della NASA. LISA potrebbe forse rilevare queste onde gravitazionali più deboli fornendo prove dell’esistenza di un secondo buco nero al centro della nostra galassia.

Note

  1. [1912.04910] A hidden friend for the galactic center black hole, Sgr A*

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