Compresa la natura di G2 che ruota attorno a Sgr A*, il buco nero galattico

Il mistero di un sottile e bizzarro oggetto osservato al centro della Via Lattea si si dirigeva verso l’enorme buco nero al centro della nostra galassia, la Via Lattea, è stato risolto dagli astronomi dell’UCLA utilizzando il WM Keck Observatory delle Hawaii, sede di due dei più grandi telescopi sulla Terra. Gli scienziati hanno studiato l’oggetto, conosciuto come G2, durante il suo massimo avvicinamento al buco nero galattico di questa estate, e hanno capito che non si trattava del pasto succulento del buco nero, come all’inizio poteva sembrare, ma di un oggetto che orbita stabilmente attorno al mostro che costituisce il centro della galassia, Sagittarius A* (Sgr A*), con una massa stimata di milioni di volte il nostro sole. La ricerca è apparsa sulla rivista Astrophysical Journal Letters.

Mentre alcuni scienziati ritenevano che l’oggetto fosse una nube di gas di idrogeno, residuo di una stella letteralmente fatta a pezzi dall’enorme attrazione gravitazionale del buco nero, Ghez e il suo team hanno dimostrato che si trattava di qualcosa di molto più interessante.

“G2 è sopravvissuto e continua felicemente sulla sua orbita, una nube di gas non lo farebbe mai”, ha detto Andrea Ghez, UCLA professore di fisica e astronomia che detiene una cattedra in Astrofisica . “G2 è rimasto completamente inalterato dopo il massimo avvicinamento al buco nero, senza fuochi d’artificio.”

Il team ha dimostrato che G2 in realtà è una coppia di stelle binarie che un tempo orbitavano attorno al buco nero in tandem e poi si sono fuse insieme a formare una stella estremamente grande, circondata da gas e polveri, e questo è il motivo per la spettacolare coreografia dovuta al potente campo gravitazionale potente del buco nero, che modellava la nuvola attorno alla stella.

“G2 non è sola”, ha detto Ghez, che ha usato il Keck Observatory per studiare migliaia di stelle nelle vicinanze del buco nero super massiccio. “Stiamo scoprendo una nuova classe di stelle vicine al buco nero, e che sono conseguenza del buco nero.”

Ghez e i suoi colleghi – che includono l’autore principale dello studio Gunther Witzel, uno studioso post-dottorato all’UCLA nel gruppo di ricerca di Ghez, e Mark Morris, un professore  di fisica e astronomia all’UCLA – hanno studiato l’evento con entrambi i telescopi di 10 metri del Keck Observatory.

Il Keck Observatory è un gioiello tecnologico che utilizza la tecnologia chiamata ottica adattiva, che permette di anticipare e correggere gli effetti distorsivi dell’atmosfera della Terra in tempo reale. Questo gli permette di  Con l’ottica adattiva, Ghez ei suoi colleghi hanno rivelato molte sorprese sulle ambienti circostanti buchi neri supermassicci, scoprendo, ad esempio, giovani stelle in cui nessuno si aspettava e che vedono la mancanza di vecchie stelle, dove molti sono stati previsti.

“L’Osservatorio Keck è stato il leader nel campo dell’ottica adattiva per più di un decennio e ci ha permesso di realizzare enormi progressi nel correggere gli effetti di distorsione dell’atmosfera terrestre con tecniche di imaging ad alta risoluzione angolare”, ha detto Ghez.

I ricercatori non sarebbero stati in grado di arrivare alle loro conclusioni senza la tecnologia avanzata del Keck. “E’ un risultato che nella sua precisione è stato possibile solo con questi strumenti incredibili, i due telescopi di 10 metri del Keck Observatory”, ha detto Witzel.

“Stiamo assistendo a fenomeni legati ai buchi neri che non possiamo osservare in nessun altro luogo dell’universo”, ha aggiunto Ghez. “Stiamo iniziando a comprendere la fisica dei buchi neri in un modo che non è mai stato possibile prima, ed è possibile solo al centro di una galassia.”

Le stelle massicce nella nostra galassia, ha osservato, si trovano principalmente a coppie. Quando le due stelle si fondono in una sola, la stella risultante si espande per più di un milione di anni prima che tutta la nuvola di gas e polvere si ridepositi”, ha detto Ghez. “Questo può accadere più spesso di quanto pensassimo, e le stelle al centro della galassia sono enormi e per lo più binari. E’ quindi possibile che molte delle stelle che stiamo per osservare possano essere il prodotto finale di una fusione di due stelle più piccole”.

G2, ancora nella sua fase intermedia di fusione, è stato un oggetto che ha a lungo affascinato gli scienziati. “Il suo approccio al buco nero super massiccio di questa estate è stato uno degli eventi più seguiti in astronomia nella mia carriera”, ha detto Ghez.

G2 ha un’insolita orbita ellittica di 300 anni attorno al buco nero Sgr A*, e il gruppo di Ghez ha calcolato che il suo massimo avvicinamento è avvenuto questa estate – più tardi rispetto a quello che altri astronomi pensavano – ed hanno usato il Keck Observatory per raccogliere i dati.

I buchi neri, che si formano dal collasso della materia, hanno una così alta densità che nulla può sfuggire alla loro attrazione gravitazionale, nemmeno la luce. Essi non possono essere visti direttamente, ma la loro influenza sulle stelle vicine è visibile e fornisce una firma indelebile, ha concluso Ghez.