Febbraio 8, 2023

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S0-102: La stella è sull’orlo


SArmato di all-star, l’S0-102 sembra uno sport estremo. Sta sfrecciando intorno al centro della nostra galassia, la Via Lattea, più velocemente che altrove. E ci ha aiutato a capire la cosa incredibile là fuori. Perché nel cuore della galassia della Via Lattea c’è un buco nero supermassiccio, 4 milioni di volte più pesante del sole.

L’esistenza di queste entità giganti è stata a lungo sospettata, ma solo un’attenta osservazione delle stelle vicine al centro galattico ha confermato questa ipotesi oltre ogni ragionevole dubbio. Immagina la Via Lattea come un disco con una grande palla al centro. Nel disco le stelle, compreso il nostro Sole, sono disposte in bracci a spirale. Tuttavia, il centro si trova in quello che è noto come “rigonfiamento”, una regione sferica che si estende per circa 10.000 anni luce. Ci sono più stelle là fuori, più vicine l’una all’altra della lunghezza di un braccio. Il buco nero rimane al centro di tutte queste stelle.

Scopri la nostra serie Segreti stellaribasato su estratti dal libro stelle dall’astronomo tedesco Florian Fristetter (Flammarion). Una galleria di immagini stellari che racconta sia l’universo che la storia dell’astronomia.
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Questo è anche il luogo in cui si trova la stella S0-102, che, insieme a una miriade di altre stelle, orbita attorno al centro in un tempo sorprendentemente breve. Per percorrere l’intera Via Lattea, il nostro Sole ha bisogno di circa 220 milioni di anni. Come hanno scoperto l’astronomo americano Andrea Ghez e i suoi colleghi nel 2012, S0-102 è riuscito a orbitare attorno al suo buco nero centrale in soli 11,5 anni! È la più veloce di tutte le stelle conosciute ed è anche una fonte di informazioni estremamente preziosa.

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Un buco nero non mascherato

A differenza di un buco nero stesso, chiamato “nero” proprio perché da esso non sfugge nulla, nemmeno la luce, una tale stella rimane visibile. Il moto di S0-102 poi ci parla di alcune delle proprietà del buco nero. Sono state queste stelle che ci hanno permesso di assicurarci che ci fosse un buco nero là fuori.

Più la stella è vicina all’oggetto su cui orbita, più velocemente ruoterà attorno ad esso. Qui si applicano le stesse leggi che governano il moto dei pianeti attorno a una stella. E proprio come siamo riusciti a calcolare la massa della stella attorno alla quale ruota dal movimento dei pianeti, sfruttiamo le orbite di stelle come S0-102 per determinare la massa del corpo attorno alla quale ruota. Già alla fine degli anni ’90 si calcolava, dalle osservazioni di altre stelle che passavano vicino al centro, che lì doveva esserci un oggetto molto massiccio. Dalle dimensioni dell’orbita abbiamo anche dedotto un limite superiore della sua potenziale espansione.

4,1 milioni di masse solari

Il risultato ? Al centro della galassia della Via Lattea esiste un ammasso in uno spazio così piccolo che può essere solo un buco nero. Quando S0-102 ha completato la sua orbita attorno al centro della galassia, un esame dei dati non ha lasciato dubbi. Con due orbite complete ora osservate, Ghez e i suoi collaboratori sono stati in grado di stimare la massa del buco nero a 4,1 milioni di masse solari.

Non ci sono più esitazioni: al centro della Via Lattea c’è un buco nero incredibilmente massiccio. Allo stesso modo, ora sappiamo per certo che tali oggetti possono essere trovati anche al centro di tutte le altre grandi galassie. Tuttavia, non capiamo ancora come si possano formare buchi neri con masse così massicce. Una cosa è certa, non ha niente a che fare con i “normali” buchi neri derivanti dal collasso di una stella, perché stelle così massicce non possono esistere.

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Stelle come S0-102 possono essere rassicurate: continueranno ad essere osservate dagli astronomi. Ci aiuteranno sicuramente in futuro a risolvere questo o quell’enigma. A meno che non si avvicinino troppo al buco nero e vengano inghiottiti da quest’ultimo…

Questo articolo di« stelle. Storia dell’universo in cento stelle » De Florian FristetterEdizioni Flammarion, novembre 2020, 463 pagine, 25 euro