Sono quasi tutte non accompagnate, le stelle giovani e massicce che popolano i dintorni di Sgr A*, il buco nero al centro della nostra galassia. È quanto trova uno studio spettroscopico, condotto con i telescopi Keck alle Hawaii, che ha raggiunto una profondità di osservazione (in termini di luminosità minima rilevata) quattro magnitudini migliore rispetto a tutte le indagini precedenti. La frazione di stelle simili che si trova in sistemi binari, se confrontata con quella che si misura nelle vicinanze del Sistema solare, è più del 30 per cento inferiore. Quale sia l’origine della discrepanza e quale il meccanismo fisico che agisce, vicino al buco nero, sono ancora da indagare. I risultati sono pubblicati su The Astrophysical Journal.
Immagine delle stelle binarie Alpha Centauri A (a sinistra) e Alpha Centauri B, scattata dal telescopio spaziale Hubble. Crediti: Nasa
In prossimità del buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea, entro un raggio di circa 800 miliardi di chilometri (un mese luce), si trova un ammasso di stelle chiamate “stelle-S” (dove S sta proprio per Sgr A*, la sorgente emissiva associata al buco nero supermassiccio). Questa popolazione di stelle presenta caratteristiche distinte da quella circostante, ed è composta principalmente di stelle di sequenza principale di classe B, ovvero molto giovani, massicce e calde. E già questo apre le porte al primo interrogativo: come si sono formate? Sono così giovani – circa sei milioni di anni, si legge nello studio, un nonnulla rispetto al tempo di vita di una stella come il Sole – che non si riesce a comprendere come si siano formate, dato che in quella regione la formazione stellare tradizionale sarebbe disturbata dalle forze mareali del buco nero, o come siano potute arrivare fin lì in così poco tempo.
Non solo. Stelle simili, in un ambiente poco disturbato come il nostro vicinato cosmico, si trovano quasi sempre in sistemi binari (circa il 70 per cento), mentre queste sembrano, agli occhi dei telescopi, sole. Esiste però una classe di stelle binarie, le binarie spettroscopiche, che appaiono come una singola stella se osservate con telescopi ottici, ma rivelano la loro natura doppia quando se ne analizza il moto tramite lo spettro. Per verificare che queste stelle fossero effettivamente sole, un gruppo di ricercatori di Ucla ha deciso di seguirle, per circa dieci anni, anche con osservazioni spettroscopiche. Il risultato: tutte e 16 le stelle S analizzate sono risultate sole.
A questo punto, i ricercatori hanno deciso di calcolare, tramite simulazioni, quale sia la frazione di sistemi binari presenti in questa regione. Per farlo hanno calcolato una metrica, chiamata frazione binaria, che definisce quante stelle in una determinata area potrebbero essere in coppia; più alta è la frazione binaria, più stelle potrebbero esistere in coppia. Hanno trovato un numero di molto inferiore rispetto al 70 per cento menzionato qui sopra: circa il 47 per cento. Significa che la vicinanza con il buco nero ostacola la sopravvivenza dei sistemi binari.
«Questa differenza conferma che il centro della nostra galassia è un ambiente incredibilmente interessante da indagare: non abbiamo a che fare con un ambiente normale», commenta Devin Chu, ricercatore a Ucla e primo autore dello studio. «Suggerisce anche che il buco nero spinge queste stelle binarie vicine a fondersi o a separarsi, cosa che avrebbe delle implicazioni importanti sia sulla produzione di onde gravitazionali che di stelle iperveloci espulse dal centro galattico».
La bassa frazione trovata, si legge a conclusione dell’articolo, sarebbe coerente con uno scenario in cui le stelle, che inizialmente appartenevano a un sistema binario, si sono separate in un secondo momento: una delle due è rimasta legata gravitazionalmente, mentre l’altra è stata espulsa come stella iperveloce, attraverso un meccanismo che è stato già osservato nella Via Lattea. Un’altra possibilità è che il sistema in partenza fosse triplo e si sia separato in una componente singola e una doppia. Per confermarlo, però, bisognerà attendere nuove osservazioni che cercheranno di trovare sistemi binari nella regione. Nel frattempo, i ricercatori hanno in programma di confrontare la frazione calcolata con quella che si trova per le stelle simili che vivono più lontane dal buco nero, ma ancora all’interno della sua influenza gravitazionale.
Per saperne di più:
- Leggi su The astrophysical journal l’articolo “Evidence of a Decreased Binary Fraction for Massive Stars within 20 milliparsecs of the Supermassive Black Hole at the Galactic Center“, di Devin S. Chu, Tuan Do, Andrea Ghez, Abhimat K. Gautam, Anna Ciurlo, Kelly Kosmo O’neil, Matthew W. Hosek Jr., Aurélien Hees, Smadar Naoz, Shoko Sakai, Jessica R. Lu, Zhuo Chen, Rory O. Bentley, Eric E. Becklin e Keith Matthews