l'Astrofilo luglio-agosto 2021

21 LUGLIO-AGOSTO 2021 ASTRO PUBLISHING R appresentazione grafica della concentrazione di buchi neri al centro di NGC 6397. In re- altà, i piccoli buchi neri sono qui troppo piccoli per le capa- cità di osservazione diretta di qualsiasi telescopio esistente o in fase di sviluppo, incluso Hubble. Si ritiene che questo ammasso globulare dal nucleo collassato possa ospitare oltre 20 buchi neri. [ESA/ Hubble, N. Bartmann] centro di questo studio, NGC 6397, è vecchio quasi quanto l’universo stes- so. Si trova a 7800 anni luce di di- stanza ed è uno degli ammassi glo- bulari più vicini alla Terra. A causa del suo nucleo molto denso, è noto come “ammasso collassato”. Quando Eduardo Vitral e Gary A. Mamon, dell’Institut d’Astrophysi- que de Paris, hanno deciso di studia- re il nucleo di NGC 6397, si aspetta- vano, per l’appunto, di trovare prove di un buco nero di massa intermedia (IMBH). Questi sono più piccoli dei buchi neri supermassicci presenti nei nuclei di grandi galassie, ma più grandi dei buchi neri di massa stel- lare formati dal collasso di stelle mas- sicce. Gli IMBH sono l’”anello man- cante” a lungo ricercato nell’evolu- zione dei buchi neri e la loro esi- stenza è oggetto di accesi dibattiti, sebbene siano stati trovati alcuni candidati. Per cercare l’IMBH, Vitral e Mamon hanno analizzato le posi- zioni e le velocità delle stelle dell’am- masso. Lo hanno fatto utilizzando stime precedenti dei moti propri delle stelle, ricavati dalle immagini di Hubble dell’ammasso, che coprono diversi anni, oltre che dai moti propri forniti dall’osservatorio spaziale Gaia dell’ESA, che misura con precisione le posizioni, le distanze e i movimenti delle stelle. Conoscere la distanza dall’ammasso ha permesso agli astro- nomi di tradurre i moti propri di que- ste stelle in velocità. “La nostra analisi ha indicato che le orbite delle stelle sono quasi casuali in tutto l’ammasso globulare, piuttosto che sistematicamente circolari o molto allungate” , ha spiegato Mamon. “Abbiamo trovato prove molto forti di massa invisibile nelle dense re- gioni centrali dell’ammasso, ma sia- mo rimasti sorpresi scoprendo che questa massa extra non è puntifor- me ma estesa a una piccola percen- tuale della dimensione dell’ammas- so” , ha aggiunto Vitral. Questa componente invisibile po- trebbe essere costituita solo dai resti (nane bianche, stelle di neutroni e buchi neri) di stelle massicce le cui re- gioni interne collassarono sotto la loro stessa gravità, una volta esaurito il combustibile nucleare. Le stelle so- no poi progressivamente affondate al centro dell’ammasso, dopo le inte- razioni gravitazionali con stelle vicine meno massicce, portando alla piccola estensione della concentrazione di massa invisibile. Usando la teoria del- l’evoluzione stellare, gli scienziati hanno concluso che la maggior parte della concentrazione invisibile è co- stituita da buchi neri di massa stel- lare, piuttosto che da nane bianche o stelle di neutroni troppo deboli per essere osservate. Due studi recenti hanno anche pro- posto che i resti stellari e in partico- lare i buchi neri di massa stellare potrebbero popolare le regioni in- terne degli ammassi globulari. “Il no- stro studio è il primo a fornire sia la massa sia l’estensione di quello che sembra essere per lo più un insieme di buchi neri in un ammasso globu- lare collassato” , ha detto Vitral. “La nostra analisi non sarebbe stata possibile senza avere sia i dati di Hubble, per delimitare le regioni in- terne dell’ammasso, sia i dati di Gaia, per risalire ai percorsi orbitali delle stelle esterne, che a loro volta delimi- tano indirettamente le velocità del- le stelle di primo piano e di sfondo nelle regioni interne” , ha aggiunto Mamon, testimoniando una collabo- razione internazionale esemplare. Gli astronomi sottolineano anche che questa scoperta porta a chie- dersi se le fusioni di tali buchi neri strettamente ravvicinati in ammassi globulari dal nucleo collassato pos- sano essere un’importante fonte di onde gravitazionali recentemente ri- levate dall’esperimento Laser Inter- ferometer Gravitational-Wave Ob- servatory (LIGO). ASTROFILO l’ !