Dibattuta la natura del sistema binario NGC1850 BH1: un sistema con un buco nero di 11 masse solari (Saracino et al. 2021) o con una stella di tipo sdOB (El-Badry et al. 2021)?
Negli ultimi anni diverse campagne osservative sono state progettate per identificare buchi neri di massa stellare, includendo sia gli oggetti che accrescono attivamente che quelli “quiescenti”, ossia senza evidenti fenomeni di accrescimento. Queste osservazioni sono importanti sia per studiare la reale popolazione di buchi neri della Galassia, che per comprendere la formazione di buchi neri stellari massicci (con una massa maggiore di 10 masse solari) e di massa intermedia (più massicci di 100 masse solari), sorgenti di molte delle onde gravitazionali osservate finora. Si pensa che i buchi neri stellari in questo range di massa si possano formare tramite processi di coalescenza in ammassi stellari caratterizzati da un’alta densità di stelle, dove le probabilità di incontri ed interazioni gravitazionali sono significativi. Ciò nonostante, ad oggi sono noti solo pochi candidati buchi neri in ammassi stellari, e nessuna di queste identificazioni è sicura al 100%.
In un articolo recentemente pubblicato sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS), il team di ricercatori guidato da S. Saracino (Liverpool John Moores University) ha sviluppato una tecnica innovativa che permette di identificare buchi neri in sistemi binari. La tecnica consiste nell’analisi del segnale di velocità radiale (ossia le periodiche oscillazioni delle righe spettrali dovute all’effetto Doppler ed all’orbita della stella attorno al buco nero) della compagna stellare attraverso osservazioni spettroscopiche a media ed alta risoluzione, insieme a stime fotometiche delle proprietà della stella e l’analisi di modelli teorici per determinare i parametri del sistema riproducendo le curve di luce osservate (ossia l’andamento temporale della luminosità della stella). Grazie a questa analisi, il team ha identificato nell’ammasso stellare NGC1850 (un ammasso nella Grande Nube di Magellano riccamente popolato) un sistema binario composto da una stella di circa 5 masse solari che orbita attorno ad un buco nero di circa 11 masse solari. Una scoperta importante, perchè si tratta del primo buco nero stellare scoperto in un ammasso stellare. Lo studio è descritto nell’articolo “A black hole detected in the young massive LMC cluster NGC 1850“, a cui ha collaborato anche l’astronomo M. G. Guarcello dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Palermo. La notizia della scoperta è stata ripresa da molte testate giornalistiche e presentata in un comunicato stampa dell’European Southern Observatory (link)·
Il dibattito, però, è alla base della ricerca scientifica. A pochi giorni dalla pubblicazione della scoperta, infatti, l’astronomo K. El-Badry (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian) ha presentato una diversa interpretazione del sistema binario in NGC 1850, descritta nell’articolo: “NGC 1850 BH1 is another stripped-star binary masquerading as a black hole“, presentato, ma ancora non pubblicato, alla rivista MNRAS. Come sostenuto dagli autori dell’articolo, il sistema binario non conterrebbe un buco nero di 11 masse solari, ma una stella di tipo sdOB (subdwarf OB stars). Queste sono stelle di piccola massa (0.5 masse solari in questo caso), eccezionalmente calde, tanto ta essere di tipo spettrale O o B, e con una sovrabbondanza di elio rispetto l’idrogeno. Queste stelle possono formarsi in sistemi binari al termine di fenomeni di traferimento di massa che hanno comportato la perdita nella stella degli strati esterni ricchi di idrogeno. Un’interpretazione, questa, che però sembrerebbe non riuscire a spiegare il segnale di velocità radiale ed il tipo di variabilità osservato in questo particolare sistema. Future osservazioni permetteranno di comprendere con maggiore certezza la natura di NGC1850-BH1.
La figura (cliccare qui per visualizzare la figura interamente) mostra nel pannello a sinistra l’immagine di NGC 1850 ottenuta con lo strumento MUSE dell’European Southern Observatory, con evidenziata la posizione della stella candidata ad essere in un sistema binario con un buco nero di 11 masse solari. Il pannello a destra mostra un ingrandimento della regione attorno al sistema binario ottenuto dall’Hubble Space Telescope.
Mario Giuseppe Guarcello ( segui mguarce) ( youtube)
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