È stato osservato per la prima volta, grazie alle tecniche di microlensing, un buco nero che vaga nello spazio lontano da galassie e altri agglomerati del cosmo.

Per citare un famoso film, si potrebbe dire che “il microlensing colpisce ancora”.

Gli astronomi hanno utilizzato questa potente tecnica per rilevare qualsiasi cosa, dai pianeti interstellari sino alla stella più lontana mai osservata. Grazie a esso è stato ufficialmente trovato un altro oggetto sfuggente a lungo teorizzato ma che non era mai stato rilevato direttamente: un buco nero “vagante” (detto anche buco nero canaglia, o solitario).

Questi buchi neri si differenziano da quelli supermassici, presenti nel centro delle galassie, per la loro minore dimensione e per il fatto di trovarsi in solitaria a vagare nello spazio. Si teorizza che durante la fusione di due buchi neri, a causa dell’emissione di onde gravitazionali, può crearsi una sorta di “rinculo” che scaglia via uno di essi. Questo “calcio”, lo spinge via nello spazio a vagare proprio come avviene per i pianeti interstellari.

Tale rilevamento è avvenuto alla fine di una campagna di osservazione, durata 6 anni, con l’ausilio di dozzine di autori che hanno collaborano a un articolo pubblicato di recente su arXiv (quindi non ancora sottoposto a revisione paritaria). Quei sei anni di dati meticolosamente raccolti sono iniziati nel 2011, quando una stella a circa 20.000 anni luce di distanza si è illuminata improvvisamente. Gli scienziati stavano da tempo cercando un evento del genere e ne avevano scovati diversi in precedenza, ma avevano bisogno di più dati per essere sicuri di ciò che stavano effettivamente vedendo.

Buco nero supermassiccio
Simulazione di un buco nero supermassiccio che mostra la distorsione dello sfondo. Credit: NASA Goddard Space Flight Center, ESA/Gaia/DPAC

L’utilità del microlensing

L’osservazione di un effetto di microlensing si basa su due segni inconfondibili: l’oggetto sullo sfondo di una “microlente” diventa significativamente luminoso. Inoltre, se il punto di osservazione è abbastanza fortunato, i telescopi possono vedere la stella spostarsi anche solo leggermente mentre l’enorme oggetto che causa la microlente gli passa davanti. Osservazioni passate avevano spesso mostrato il primo effetto, ma gli astronomi non avevano mai visto lo spostamento della stella, a conferma di questa teoria.

Gli astronomi hanno quindi utilizzato il telescopio spaziale Hubble, che è ancora una delle piattaforme di osservazione più funzionali a nostra disposizione, verso quella stella a poche settimane dopo il suo aumento di luminosità. La stessa è stata poi periodicamente ricontrollata nel corso dei successivi sei anni. In questo lasso di tempo sono stati raccolti dati sulla posizione, sperando di rilevare piccoli movimenti che avrebbero indicato che la stella era soggetta a un effetto di microlensing a causa di un oggetto non visibile tra tra lei e Hubble.  

E questa combinazione di deformazione e amplificazione della luce della stella è esattamente ciò che Hubble ha osservato. Però la presenza di un oggetto invisibile che stava causando un microlensing non era ancora sufficiente a dimostrare che si trattasse di un buco nero vagante.

Per escludere altre potenziali fonti, come per esempio la presenza di una nana bruna, gli astronomi hanno controllato il livello di luce dell’oggetto misterioso, ma ne hanno trovati. Inoltre, la durata dell’effetto di lente gravitazionale deve durare abbastanza a lungo da indicare un pozzo di gravità particolarmente profondo. E l’evento originale del 2011 è durato 300 giorni, sufficienti a indicare un buco nero dal peso di circa 7,1 volte quello del Sole.

Con quella stima del peso, gli scienziati sono stati anche in grado di stimare la velocità con cui si stava muovendo il buco nero arrivando a misurare circa 45 chilometri al secondo, molto più veloce delle stelle che lo circondano in quell’area della Via Lattea. Un tale differenziale di velocità indica anche una potenziale fonte del buco nero stesso: un’esplosione di una stella supermassiccia probabilmente ha creato il buco nero e lo ha spinto su quella traiettoria.

Gli astronomi stimano che l’evento sia avvenuto circa 100 milioni di anni fa, ma è difficile da concludere con certezza in quanto non esiste un percorso chiaro e tracciabile della provenienza del buco nero.

Ma anche senza poter stabilire la provenienza, gli scienziati hanno trovato qualcosa che cercavano da tempo. Presto saranno disponibili nuove indagini su tutto il cielo che aiuteranno gli scienziati a scansionare costantemente i cieli alla ricerca di simili eventi e ne troveranno molti altri oggetti simili da studiare.

Riferimenti:

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