Un evento di microlensing gravitazionale osservato nel 2019 apre nuove prospettive sulla materia oscura e la fisica dell’inflazione cosmica.
I buchi neri primordiali sono oggetti ipotetici la cui esistenza è prevista da modelli teorici che descrivono le condizioni dell’universo primordiale. A differenza dei buchi neri di origine stellare, che si formano dal collasso gravitazionale del nucleo di stelle massicce al termine del loro ciclo vitale, i buchi neri primordiali sarebbero il prodotto di fluttuazioni quantistiche della densità di energia nelle primissime frazioni di secondo dopo il Big Bang. Tali sovra-densità avrebbero subito un collasso gravitazionale in modo del tutto analogo a quello di un nucleo stellare, generando oggetti compatti con masse potenzialmente molto inferiori a quelle delle stelle.
La rilevanza dei buchi neri primordiali
La rilevanza dei buchi neri primordiali va ben oltre il mero interesse teorico: essi rappresentano uno dei candidati più eleganti per spiegare almeno una frazione della materia oscura fredda (Cold Dark Matter). Essendo oggetti massicci, oscuri e di natura non barionica, i buchi neri primordiali soddisfano i requisiti fenomenologici della materia oscura, e una loro distribuzione negli aloni galattici è fisicamente plausibile. La loro eventuale rilevazione aprirebbe, inoltre, una finestra diretta sulla fisica dell’inflazione cosmica, poiché lo spettro di massa dei buchi neri primordiali porta l’impronta del meccanismo inflazionario che li ha generati.
Nonostante la loro rilevanza teorica, i buchi neri primordiali rimangono ad oggi privi di una conferma osservativa diretta. La difficoltà principale risiede nelle loro dimensioni estremamente ridotte: un buco nero primordiale della massa della Terra avrebbe un raggio di Schwarzschild di soli 1,8 centimetri, rendendolo di fatto invisibile a qualsiasi strumento elettromagnetico. Tuttavia, esiste una tecnica osservativa capace di rilevare indirettamente questi oggetti: il microlensing gravitazionale.
Il rilevamento di Phoebe
La survey Asteroid-Mass Primordial black hole Microlensing è un programma osservativo ad alta cadenza progettato specificamente per individuare lenti di microlensing nel regime di massa compreso tra quello degli asteroidi e quello dei pianeti. Lo strumento principale è la Dark Energy Camera, montata sul telescopio Blanco da 4 metri del Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) in Cile.
Le osservazioni si sono svolte per cinque notti consecutive nel dicembre 2019, puntando un singolo campo nella Grande Nube di Magellano a circa 163.000 anni luce dalla Terra.
L’evento del 18 dicembre 2019
Nella notte del 18 dicembre 2019, Dark Energy Camera ha registrato un incremento di luminosità di circa 60 minuti a carico di una singola stella. Le stelle adiacenti non hanno mostrato variazioni sincrone. L’evento, cui il team di ricerca ha assegnato il nome «Phoebe», rappresenta uno dei segnali di microlensing più rapidi e di massa più bassa mai rilevati. Nonostante siano trascorsi sette anni, la scoperta di Phoebe si inserisce in un vivace dibattito scientifico in corso nel 2026.
Nel febbraio 2026, Sugiyama e collaboratori hanno presentato 12 eventi candidati di microlensing verso M31 dai dati Subaru-HSC, interpretandoli come possibili buchi neri primordiali di massa lunare. Nel marzo 2026, un team dell’Università di Varsavia (Polonia) ha rianalizzato gli stessi dati, concludendo che tutti gli eventi sono spiegabili mediante stelle già ben note. Considerando congiuntamente i set di osservazioni emerge una evidenza cumulativa sufficiente per ipotizzare una popolazione reale di microlenti compatte di bassa massa associate all’alone galattico.
Prospettive
L’evento di microlensing Phoebe, registrato il 18 dicembre 2019, rappresenta uno dei segnali di microlensing di massa più bassa e durata più breve mai rilevati. L’analisi bayesiana indica che l’oggetto lente appartiene all’alone di materia oscura della Via Lattea piuttosto che alle popolazioni stellari note. Sebbene la natura esatta di Phoebe rimanga incerta la scoperta contribuisce in modo significativo al dibattito sulla realtà dei buchi neri primordiali come componente della materia oscura. La risoluzione definitiva di questa questione scientifica richiederà una nuova generazione di survey di microlensing ad alta cadenza e sensibilità, come quelle pianificate per il Roman Space Telescope e il Rubin Observatory. La posta in gioco è davvero alta!
Fonte:
- https://arxiv.org/abs/2605.19375
- Ratajczak, M., et al. (2026). Reanalysis of Subaru-HSC microlensing events toward M31
