La pericolosa danza di una stella e un buco nero

Gli astronomi hanno individuato la straordinaria danza di una stella che orbita attorno ad un buco nero due volte ogni ora, il balletto più ravvicinato mai osservato tra un vorace buco nero e una stella incauta.

La scoperta è stata realizzata utilizzando l’Osservatorio Chandra, il telescopio NuSTAR della NASA e l’Australia Telescope Compact Array. La coppia si trova nell’ammasso globulare 47 Tucanae, un denso raggruppamento di stelle a circa 14.800 anni luce di distanza dalla Terra.

Anche se gli astronomi conoscevano questo sistema da molti anni, soltanto nel 2015 un team guidato da ricercatori della Curtin University e dell’International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR) aveva scoperto che probabilmente era costituito da un buco nero che sottraeva materiale da una stella compagna. Le nuove osservazioni di Chandra dimostrano che il sistema, noto come X9, varia in luminosità nella banda X ogni 28 minuti, presumibilmente il periodo che impiega la stella a compiere un’orbita completa attorno al buco nero.

Considerando anche l’abbondanza di ossigeno rilevata nel sistema, è molto probabile che X9 contenga una nana bianca in orbita attorno al buco nero, ad una distanza di circa 2,5 volte la distanza Terra-Luna. “La nana bianca è così vicina al buco nero che del materiale è stato strappato via alla stella per ricadere in un disco di accrescimento, prima di essere ingoiato dal buco nero stesso”, ha detto il primo autore dello studio Arash Bahramian. “Fortunatamente per questa stella, non pensiamo che seguirà questo stesso percorso verso l’oblio: dovrebbe invece rimanere in orbita”.

Sebbene sembri che la nana bianca non si trovi nella pericolosa situazione di essere ingoiata e distrutta dal buco nero, il suo destino è comunque incerto.

James Miller-Jones della Curtin University ha affermato: “Riteniamo che alla stella sia stato sottratto gas ingoiato dal buco nero per decine di milioni di anni e che ormai abbia perduto gran parte della sua massa. Pensiamo che nel corso del tempo l’orbita della stella diventerà via via più larga man mano che verrà persa sempre più massa, e che alla fine la stella potrebbe diventare un pianeta di tipo esotico”.

Ma come ha fatto il buco nero a ritrovarsi una simile compagna? Una possibilità è che si sia imbattuto in un’incauta gigante rossa e che quando il gas è stato espulso dalle regioni esterne della stella si sia formato un sistema contenente un buco nero e una nana bianca.

Una teoria alternativa prevede la possibilità che il sistema binario contenga, invece di un buco nero, una stella di neutroni, che ruota via via più rapidamente man mano che sottrae materiale alla compagna nana bianca. Questo processo potrebbe portare la stella di neutroni a ruotare migliaia di volte al secondo: si tratterebbe quindi di una pulsar millisecondo di transizione. Ma questo tipo di oggetti ha alcune proprietà non osservate in X9, perciò rimane come ipotesi più probabile che nella danza siano coinvolti proprio un buco nero e una nana bianca pericolosamente vicina.
[ Barbara Bubbi ]

https://m.phys.org/news/2017-03-star-closest-orbit-black-hole.html

Illustration: NASA/CXC/M.Weiss