Buchi neri "invisibili" di massa intermedia possono manifestarsi, "rianimando" temporaneamente nane bianche che volano a breve distanza da loro. Questa è la conclusione raggiunta dagli scienziati che hanno pubblicato un articolo sull'Astrophysical Journal.
“È estremamente importante capire quanti di questi buchi neri esistono nell'universo. La risposta a questa domanda ci aiuterà a scoprire i segreti della nascita dei più grandi e antichi buchi neri supermassicci dell'Universo. Se mai dovessimo vedere come i buchi neri 'resuscitano' le nane bianche, faremo un grande passo in tal senso”, afferma Christopher Fragile del Kavli Institute for Theoretical Physics di Santa Barbara, USA.
Vita e morte nello spazio
Le osservazioni delle prime epoche della vita dell'Universo mostrano che buchi neri supermassicci con una massa di diversi miliardi di Soli esistevano già nelle prime galassie dell'universo, cosa che sarebbe impossibile se iniziassero a crescere da "zero", come credevano gli scienziati in precedenza. Per questo motivo, gli astronomi hanno cercato a lungo i cosiddetti "buchi neri di massa intermedia", che potrebbero sorgere nel corso del collasso diretto della materia e servire da "semi" per la nascita di buchi supermassicci.
Oggi gli astronomi sanno dell'esistenza di quattro buchi neri di questo tipo: l'oggetto X-2 nella galassia M82, la sorgente HLX-1 nella costellazione della Fenice "catapultata" dalla galassia ESO 243-49, così come il buco nero NGC2276-3c nella galassia NGC2276 e l'oggetto GCIRS 13E nella Via Lattea.
Molti scienziati sospettano che questi oggetti non siano in realtà buchi neri, poiché i loro scopritori non possono ancora misurare con precisione la loro massa e altre proprietà fisiche. Fragile ei suoi colleghi hanno escogitato una tecnica ingegnosa per testare le proprietà di tali oggetti usando "stelle morte".
I luminari, di dimensioni simili al Sole, non si trasformano in buchi neri o pulsar nelle ultime fasi della loro vita, ma gradualmente "si esauriscono". Al loro posto compaiono una nuvola di gas caldo e una nana bianca, l'ex nucleo surriscaldato di una stella, costituito quasi interamente da elio ed elementi più pesanti.
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Continua a brillare a causa del calore residuo e della compressione gravitazionale, ma le reazioni termonucleari al suo interno si interrompono completamente, poiché le temperature e le pressioni all'interno della nana bianca sono troppo basse perché i nuclei degli elementi pesanti inizino a fondersi l'uno con l'altro.
Spazio "lazar"
Le nane bianche, come nota Fragile, spesso sorgono in prossimità di buchi neri al centro delle galassie e in grandi ammassi globulari. Studiando le conseguenze del loro incontro casuale, il suo team ha scoperto una proprietà insolita delle nane bianche che potrebbe essere utilizzata per cercare buchi neri di massa intermedia.
Il fatto è che i buchi neri generano forze di marea che provocano l'allungamento e la contrazione degli oggetti che si avvicinano a loro, il che dovrebbe aumentare la temperatura e la densità della materia al loro interno fino a decine di miliardi di gradi Kelvin e diverse tonnellate per centimetro cubo. In alcuni casi, come hanno suggerito gli scienziati, questo sarà sufficiente per riavviare le reazioni termonucleari all'interno della "stella morta".
“Affinché l'interno della nana bianca divampi di nuovo, è necessario che il buco nero abbia una dimensione sufficientemente" media ". In questo caso, le forze di marea si manifesteranno a grandi distanze, ma il buco nero non inghiottirà immediatamente la nana bianca o scomparirà al suo interno se la sua massa è piccola”, continua l'astrofisico.
La stella "rinata", come mostrato dai calcoli degli scienziati, sintetizzerà nuovi elementi in modo diverso rispetto alle normali stelle e supernove. In particolare, produrrà quantità insolitamente elevate di nichel-56 e altri elementi associati al ferro, che consentiranno loro di essere identificati in modo univoco osservando supernove con spettro anomalo.
Finora, come ammette Fragile, gli scienziati non sono stati in grado di trovare tracce di tali buchi neri e nane bianche "rinate", ma nessuno le ha cercate intenzionalmente in passato. Le osservazioni e l'analisi a lungo termine dei dati già raccolti dai telescopi, così come il collegamento degli osservatori gravitazionali alla ricerca di tali oggetti, ha affermato, aiuteranno a trovarli nei prossimi anni e decenni.
