Una visione artistica della galassia ESO 243-49. Il buco nero HLX-1 è la macchia azzurra sulla sinistra della parte centrale della galassia
Quando è stato scoperto nel 2009 dal telescopio spaziale XMM-Newton dell’ESA, HLX-1 ha fatto subito trasalire gli scienziati per la sua eccezionale luminosità nei raggi X. Non a caso la sua sigla è l’acronimo di Hyper Luminous X-ray source 1. Il “motore” di questa enorme fucina di energia è un buco nero in grado di produrre un flusso di raggi X che è almeno mille volte più grande di quello emesso dalla maggior parte degli altri buchi neri conosciuti nella nostra Galassia.
Stimare quanto è grande questo oggetto celeste è un compito assai complesso, ma molti indizi fanno oggi ritenere che la sua massa si aggiri sulle 20.000 volte quella del nostro Sole. Certo HLX-1 non sarebbe gigantesco come quello che si trova ad esempio al centro della Via Lattea, che di masse solari ne conta qualche milione, né della stessa taglia di quelli che si formano alla fine del ciclo evolutivo di stelle massicce, che sono dell’ordine delle decine di masse solari. HLX-1 sarebbe insomma un buco nero di taglia intermedia. Ma essendo a oggi il miglior candidato di queste dimensioni, è per gli astrofisici un “osservato speciale” per ricavare informazioni preziose su quelli che sono i processi che generano i buchi neri supermassicci al centro delle galassie.
Per questo HLX-1, che si trova nella periferia della galassia ESO-243-49, distante da noi circa 290 milioni di anni luce, è stato studiato nei raggi X dal satellite Swift e nelle bande di radiazione del vicino infrarosso, della luce visibile e ultravioletta dal telescopio spaziale Hubble da un team di ricercatori guidati da Sean Farrell del Sydney Institute for Astronomy in Australia. I dati raccolti indicano che attorno al buco nero è presente un ammasso che potrebbe contenere stelle di recente formazione distribuite in un raggio di 250 anni luce. Data la distanza, Hubble non è riuscito a risolvere le singole stelle, ma i dati sono del tutto compatibili con quelli di altri ammassi di caratteristiche simili osservati in altre galassie vicine. Ipotesi confermata poi anche da simulazioni al calcolatore.
La presenza di queste stelle intorno al buco nero apre la strada a una suggestiva ma verosimile interpretazione. E che cioè HLX-1 fosse situato nel centro di una galassia nana catturata in passato dalla più grande ESO-243-49 che le avrebbe strappato via la maggior parte delle sue stelle. Allo stesso tempo, però, gli effetti di interazione gravitazionale avrebbero compresso il gas presente intorno al buco nero, avviando un intenso processo di formazione stellare.
“A oggi, non conosciamo con precisione l’origine dei buchi neri di massa intermedia. La scoperta che abbiamo ottenuto ci suggerisce però che i processi di formazione di questi oggetti siano legati a quelli delle stelle”, ha detto a Media INAF Tom Maccarone (il prossimo aprile all’OA-Roma per un seminario specialistico), astrofisico dell’Università di Southampton e coautore dell’articolo che descrive la scoperta in corso di pubblicazione su Astrophysical Journal Letters.
Qual è invece il destino di HLX-1? Difficile ancora fare previsioni certe. Tutto dipende dalla sua traiettoria, che a oggi non è nota. Una possibilità è che possa spiraleggiare verso il centro della galassia ospite e quindi fondersi con il buco nero supermassiccio che si trova nelle sue regioni centrali. Oppure che si inserisca in un’orbita stabile all’interno della galassia e che, con il passare del tempo, la sua luminosità nei raggi X decresca progressivamente fino a scomparire.
“Dobbiamo ora esplorare in maggior dettaglio questa ipotesi sulla formazione di HLX-1 per verificarne l’accordo con le osservazioni e per stabilire quanti oggetti di questo tipo, che sono sinora sfuggiti al nostro ‘sguardo’, potrebbero esserci nell’Universo” commenta Luca Zampieri, astronomo ricercatore presso l’Osservatorio Astronomico di Padova.