Prove di un buco nero di massa intermedia trovate grazie al telescopio spaziale Hubble

3XMM J215022.4−055108 nel cerchietto (Immagine NASA, ESA, and D. Lin (University of New Hampshire)
3XMM J215022.4−055108 nel cerchietto (Immagine NASA, ESA, and D. Lin (University of New Hampshire)

Un articolo pubblicato sulla rivista “The Astrophysical Journal Letters” riporta la scoperta delle migliori prove finora trovate dell’esistenza di buchi neri di massa intermedia. Un team di ricercatori guidati da Dacheng Lin dell’Università del New Hampshire ha usato il telescopio spaziale Hubble per uno studio mirato basato su dati raccolti ai raggi X da altri telescopi spaziali che avevano osservato la fonte catalogata come 3XMM J215022.4-055108. Il risultato è che questa fonte si trova in un ammasso stellare denso alla periferia di un’altra galassia e le caratteristiche indicano che si tratta di un buco nero di massa intermedia con una massa oltre 50.000 volte quella del Sole.

Nel 2006 l’Osservatorio per i raggi X Chandra della NASA e il telescopio spaziale XMM-Newton dell’ESA, due telescopi specializzati nell’astronomia dei raggi X, avevano rilevato una potente eruzione di raggi X. All’epoca non era stato possibile individuare la posizione della fonte, catalogata come 3XMM J215022.4-055108, ma le osservazioni erano continuate. Il telescopio spaziale Hubble aveva fornito indicazioni del fatto che quella fonte era in un’altra galassia, in un ammasso stellare denso alla sua periferia.

La regola generale derivante da precedenti ricerche è che la massa di un buco nero supermassiccio al centro di una galassia è proporzionale alla massa complessiva della galassia. In realtà sono state trovate eccezioni a questa regola ma è possibile che un buco nero di massa intermedia come 3XMM J215022.4-055108 fosse al centro di una galassia nana assorbita da una galassia molto più grande. Il fatto che ora quel buco nero sia in un ammasso stellare suggerisce quell’origine.

3XMM J215022.4-055108 non è il primo candidato buco nero di massa intermedia ma è difficile trovarli perché sono molto più piccoli e meno attivi dei buchi neri supermassicci. In sostanza, gli astronomi li possono trovare in situazioni come la distruzione di una stella, che genera emissioni di raggi X come quella scoperta nel 2006 in questa fonte. Quell’emissione ha permesso agli astronomi di stimare la massa del buco nero in oltre 50.000 volte quella del Sole.

Studi mirati di 3XMM J215022.4-055108 potranno essere condotti per confermare che si tratti di un buco nero di massa intermedia. Il team di Dacheng Lin intende continuare le ricerche di questo tipo di oggetto sfruttando le emissioni di raggi X che avvengono quando divorano una stella che si avvicina troppo. Trovare altri candidati aiuterebbe a individuarli con certezza e a creare modelli riguardanti la loro origine ed evoluzione. Ci sono ancora molte domande su questi oggetti, a cominciare dal possibile rapporto con i buchi neri supermassicci.

Concetto artistico di stella divorata da un buco nero di massa intermedia (Immagine ESA/Hubble, M. Kornmesser)
Concetto artistico di stella divorata da un buco nero di massa intermedia (Immagine ESA/Hubble, M. Kornmesser)

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