Nell’ambiente estremo al centro della nostra galassia, una stella appena scoperta chiamata S4714 orbita attorno al buco nero supermassiccio Sagittarius A*

E’ stata scoperta la stella più veloce nella Via Lattea. Nell’ambiente estremo al centro della nostra galassia, una stella appena scoperta chiamata S4714 orbita attorno al buco nero supermassiccio Sagittarius A*. Durante il suo moto orbitale, S4714 raggiunge una velocità di circa l’8 percento della velocità della luce, 24.000 chilometri al secondo. Ma non è nemmeno la cosa più sorprendente. S4714 è solo una di un gruppo di stelle che sono state scoperte analizzando Sagittarius A* su orbite più vicine rispetto a qualsiasi altra stella scoperta in precedenza.

Questa scoperta non solo suggerisce che ci sono ancora più stelle su orbite (“temerarie ed estreme”) attorno al buco nero supermassiccio della nostra galassia, ma ci ha fornito i primi candidati per un tipo di stella originariamente proposto quasi 20 anni fa: quelle che si avvicinano così tanto a un buco nero che sono “schiacciate” dalle sue forze di marea. Sono anche conosciuti come “squeezars“.

Sagittarius A*
La X indica Sagittarius A*. Credit: Florian Peissker

Il centro della Via Lattea

La regione al centro della Via Lattea può essere tranquilla rispetto a centri galattici più attivi, ma anche l’ambiente intorno a un buco nero supermassiccio quiescente può diventare piuttosto “selvaggio”. Gli astronomi che studiano la regione hanno identificato un certo numero di stelle su orbite lunghe, ad anello e fortemente ellittiche attorno a Sagittarius A*. Queste sono chiamate “stelle S” e possiamo usarle per studiare le proprietà del gigantesco oggetto invisibile su cui orbitano.

Per anni, una stella chiamata S2 è stata considerata la stella più vicina al buco nero. Nel suo punto più vicino, la sua orbita di 16 anni lo ha portato a circa 18 miliardi di chilometri da Sagittarius A*: la forza gravitazionale causato da questo avvicinamento ravvicinato ha accelerato la stella al 3% della velocità della luce. È stato necessario un lavoro scrupoloso per osservare e caratterizzare questa orbita.

Ma l’anno scorso, un team guidato dall’astrofisico Florian Peissker dell’Università di Colonia in Germania ha trovato una stella molto più debole, ma anche molto più vicina: S62. Su un’orbita di 9,9 anni, sfiora praticamente Sagittarius A* ad una minima distanza di 2,4 miliardi di chilometri. È più vicina della distanza media tra Urano e il Sole. Mentre gira, raggiunge velocità di 20.000 chilometri al secondo, o il 6,7 per cento della velocità della luce. Ma Peissker e la sua squadra non avevano finito il loro studio. Dopo anni di lavoro, ora hanno scoperto cinque nuove stelle S ancora più vicine di S2: S4711, S4712, S4713, S4714 e S4715.

Sagittarius A*
Sagittarius A* (al centro) e i due echi di luce dovuti ad una recente esplosione (cerchiati).

Sono felice di aver avuto l’opportunità di lavorare e osservare (con il Very Large Telescope) il centro galattico negli ultimi 7 anni“, ha detto Peissker a ScienceAlert. “Da allora, ho lavorato sui dati SINFONI (vicino infrarosso). Occorrono capacità di riduzione dei dati, buon occhio, un po’ di fortuna e tempo.

Tra le nuove stelle, S4711 e S4714 sono le grandi protagoniste. S4711, una stella blu di tipo B di circa 150 milioni di anni, ha un periodo orbitale ancora più breve di S62; aggira Sagittarius A* una volta ogni 7,6 anni, con una minima distanza di 21,5 miliardi di chilometri. Anche se non lo sfiora così vicino, il suo breve periodo orbitale significa che ha la distanza media più breve dal buco nero in tutta la sua intera orbita.

Nel frattempo, S4714 ha un periodo orbitale più lungo di S4711, 12 anni, ma la sua orbita è estremamente eccentrica, il che significa che la forma dell’ellisse è allungata. L’eccentricità orbitale è descritta in valori da 0 a 1, dove 0 è un cerchio perfetto e 1 è l’orbita di fuga. S4714 ha un’eccentricità orbitale di 0,985. Al primo giro, sfiora più vicino di S62, arrivando a circa 1,9 miliardi di chilometri da Sagittarius A*. Durante questo avvicinamento, la stella accelera fino a 24.000 chilometri al secondo, rallentando mentre torna indietro fino a 250 miliardi di chilometri dal buco nero.

La Via Lattea ripresa agli infrarossi

Queste stelle estreme, ha detto Peissker, sono i primi veri candidati per “squeezars”, teorizzati per la prima volta nel 2003. Gli astrofisici Tal Alexander e Mark Morris hanno proposto una classe di stelle su orbite altamente eccentriche attorno a enormi buchi neri. Ad ogni passaggio, le forze di marea convertono una frazione dell’energia orbitale ravvicinata della stella in calore. Questo, in primo luogo, fa brillare la stella più di quanto farebbe normalmente; e, in secondo luogo, contribuisce al decadimento orbitale della stella. In altre parole, gli squeezars sono stelle “morte in orbita”.

S4711 e S4714 sono candidati squeezar“, ha detto Peissker. “Sono sicuro di S4711 poiché gli elementi orbitali sono coerenti con le previsioni di Tal Alexander nel 2003. In questo senso, S4711 è il primo squeezar mai rilevato“.

Zoom verso Sagittarius A*

Confermata la teoria della relatività di Einstein

Se confermate, queste stelle potrebbero aiutarci a capire le interazioni tra i buchi neri e le stelle che (eventualmente) divorano. Ma offrono anche altre opportunità. S2, ad esempio, è stata recentemente utilizzata per testare la relatività generale. Sia il modo in cui la luce della stella si “estende” quando si avvicina al buco nero, sia il modo in cui la sua orbita si sposta come uno spirografo, hanno confermato la teoria di Einstein. È possibile che velocità e orbite ancora più estreme potrebbero nascondersi nella regione intorno a Sagittarius A* e con telescopi più potenti che verranno lanciati nei prossimi anni, incluso l’Extremely Large Telescope, dovremmo essere in grado di trovarli. È solo questione di tempo.

“Lavoro costantemente al centro galattico e sono abbastanza sicuro che questa non sarà la nostra ultima pubblicazione“, ha detto Peissker. “L’ambiente altamente dinamico è per gli scienziati come un negozio di dolciumi per bambini“.

Riferimenti:

Passione Astronomia consiglia...
  • Periodo di prova gratuito ad Amazon Kindle Unlimited grazie a Passione Astronomia clicca qui
  • Lo store astronomico clicca qui
Se vuoi sostenere il nostro lavoro puoi fare una donazione