Un articolo pubblicato sulla rivista “Astronomy and Astrophysics Letters” riporta l’identificazione di un buco nero stellare con una massa stimata in circa 33 volte quella del Sole che è stato catalogato come Gaia BH3. Un team di ricercatori ha usato dati raccolti dalla sonda spaziale Gaia dell’ESA per trovare questo buco nero nell’alone della Via Lattea, a meno di duemila anni luce dalla Terra. La sua massa è notevole per un buco nero stellare e ha una compagna, una stella molto antica dato che la sua età è stimata in circa 11 miliardi di anni.

L’immagine (ESA/Gaia/DPAC. CC BY-SA 3.0 IGO o ESA Standard Licence) mostra la posizione dei tre buchi neri stellari scoperti finora nella Via Lattea, rappresentata in proiezione, grazie alla missione Gaia.

La sonda spaziale Gaia è un telescopio specializzato per la mappatura del cielo con miliardi di oggetti di vario tipo. Occasionalmente ha permesso di trovare un buco nero ma è un evento raro, soprattutto quando si tratta di un oggetto cosiddetto dormiente, cioè che non viene rivelato attraverso emissioni elettromagnetiche generate da materiali attorno ad esso. La presenza di una compagna può essere cruciale nel trovare un buco nero dormiente.

Tra i vari team di ricercatori che stanno preparando i dati raccolti nella missione Gaia per la pubblicazione della Data Release 4 (DR4), ce n’è uno che ha notato una stella a circa 1926 anni luce dalla Terra la cui traiettoria stava subendo un’influenza gravitazionale. Esaminando l’oscillazione di questa stella, è stato possibile ricostruire il suo movimento e l’influenza su di essa da parte di un oggetto che dev’essere un buco nero dormiente con una massa circa 33 volte quella del Sole.

Questo buco nero, catalogato come Gaia BH3, e la sua compagna ruotano attorno a un centro di gravità in un’orbita di circa 11,6 anni. I dati raccolti dalla sonda spaziale Gaia elaborati finora includono circa cinque anni e mezzo di osservazioni e ciò è stato cruciale in questa ricerca.

La massa del buco nero Gaia BH3 è davvero notevole per un buco nero stellare, cioè un oggetto nato da un nucleo stellare rimasto dopo una supernova. Spiegare un nucleo colossale al punto da generare un buco nero da 33 masse solari è molto difficile. I ricercatori hanno esaminato anche la sua compagna ottenendo informazioni che possono aiutare a trovare risposte.

La compagna di Gaia BH3 è stata esaminata anche usando osservazioni mirate condotte con vari strumenti che hanno confermato i dati ottenuti dalla sonda spaziale Gaia sulla sua orbita e hanno offerto nuove informazioni. La sua età è stata stimata a circa 11 miliardi di anni e ciò significa che è una stella davvero antica, parte della cosiddetta Popolazione II. Il suo esame indica che non è stata contaminata dall’esplosione della stella progenitrice di Gaia BH3 e ciò suggerisce che questi due oggetti si siano legati gravitazionalmente solo in un momento successivo alla supernova.

Secondo gli attuali modelli cosmologici, stelle molto massicce nate da idrogeno quasi puro, quasi in assenza di elementi più pesanti dell’elio, potevano lasciare nuclei molto massicci e quindi buchi neri come Gaia BH3. Ciò vorrebbe dire che entrambi gli oggetti hanno un’origine molto antica, in qualche ammasso globulare le cui stelle si sono sparse per la Via Lattea nel corso del tempo.

I dubbi legati all’origine del buco nero Gaia BH3 e della sua compagna saranno oggetto di un prossimo studio mirato da parte del team che l’ha scoperto. Altri ricercatori potrebbero usare altri strumenti per indagare sulle caratteristiche di questo buco nero così insolito.

È importante avere diversi studi su oggetti del genere, anche per evitare problemi come quello emerso dalla scoperta del buco nero catalogato come LB-1, che inizialmente aveva avuto una stima della massa di circa 70 volte quella del Sole. Studi successivi avevano ridimensionato notevolmente quella stima, basata anch’essa su dati raccolti dalla sonda spaziale Gaia ma “solo” sulla Data Release 2 (DR2) del 25 Aprile 2018. Ripetere le osservazioni aumenta la precisione dei dati raccolti dalla sonda spaziale Gaia ed è per questo che ogni nuova Data Release è importante per gli astronomi.