Nel 2007 uno strumento che osserva ai raggi X a bordo dell’Ssservatorio spaziale Swift della NASA ha investigato i dintorni della sorgente di raggi X più brillante all’interno della galassia NGC 300. Questa sorgente era stata scoperta in precedenza dall’osservatorio XMM-Newton dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA).

“Abbiamo notato un’emissione nei raggi X regolare e particolarmente intensa, indizio della possibile presenza di un buco nero nascosto nella zona,”

spiega l’italiana Stefania Carpano dell’ESA, membro del gruppo di ricerca.

Grazie ad ulteriori osservazioni effettuate utilizzando lo strumento FORS2, montato sul Very Large Telescope dell’ESO, gli astronomi hanno confermato il loro precedente sospetto. I nuovi dati mostrano che il buco nero e la stella Wolf-Rayet danzano un valzer diabolico l’uno intorno all’altra, con un periodo di circa 32 ore. Gli astronomi hanno anche scoperto che, mentre la stella e il buco nero orbitano l’una intorno all’altro, quest’ultimo sta risucchiando la materia della compagna.

“Si tratta di una coppia legata molto ‘intimamente’,”

a notare il collaboratore Robin Barnard della Open University.

“Come si sia formato un sistema con due componenti così vicine è però ancora un mistero.”

Finora è stato scoperto solo un altro sistema di questo tipo, in cui il buco nero si accompagna ad una stella Wolf-Rayet, ma si conoscono varie altre coppie formate da un buco nero e una stella.
Studiando questi sistemi, gli astronomi hanno trovato una relazione tra la massa dei buchi neri e la composizione chimica della galassia che li ospita.

“Abbiamo notato che i buchi neri più massicci tendono ad essere scoperti in galassie piccole che contengono pochi elementi ‘pesanti’,”

racconta Paul Crowther, Professore di Astrofisica presso l’Università di Sheffield e primo autore di un articolo che presenta la ricerca.

“Le galassie più grandi, come la Via Lattea, che sono più ricche di elementi pesanti, riescono invece a produrre soltanto buchi neri più piccoli.”

Gli astronomi ritengono che una maggiore concentrazione di elementi chimici pesanti possa influenzare l’evoluzione delle stelle massicce, causando un maggiore rilascio di materia e quindi la formazione di un buco nero più piccolo quando finalmente quel che resta del nucleo stellare collassa.

Tra meno di un milione di anni, anche la stella Wolf-Rayet esploderà sotto forma di supernova e diventerà un buco nero.

“Se il sistema sarà in grado di sopravvivere a questa seconda esplosione, i due buchi neri si fonderanno, e questo processo produrrà una gran quantità di energia sotto forma di onde gravitazionali”

conclude Crowther.
Prima che i due buchi neri riescano a fondersi, però, passerà qualche miliardo di anni, un periodo troppo lungo nella scala temporale umana.

“Tuttavia, il nostro studio dimostra che simili sistemi possono esistere e i sistemi di questo tipo che si sono già evoluti in un doppio buco nero potrebbero essere scoperti dai rivelatori di onde gravitazionali come LIGO e Virgo (ovvero esperimenti che hanno come obiettivo la scoperta delle onde gravitazionali, utilizzando interferometri molto sensibili in Italia e negli Stati Uniti).”

ESO PR Photo 04d/10 - I dintorni di NGC 300