18:39 11 Dicembre 2018
Buco Nero Supermassiccio

Scienza: buchi neri possono resuscitare temporaneamente le stelle morte

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I buchi neri "invisibili" di massa intermedia possono manifestarsi e "rianimare" le nane bianche a breve distanza da essi. Questa conclusione è stata 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 misteri della nascita dei più grandi e antichi buchi neri supermassicci dell'universo. Se mai vedremo come i buchi neri "resuscitano" le nane bianche, faremo un grande passo in avanti", afferma Christopher Fragile del Kavli Institute of Theoretical Physics di Santa Barbara, negli Stati Uniti.

Gli studi della prima epoca dell'universo mostrano che dei buchi neri supermassicci di massa di diversi miliardi di soli esistevano già nelle primissime galassie dell'universo, il che sarebbe stato impossibile se avessero dovuto iniziare a crescere da "zero", come gli scienziati credevano prima. Per questo motivo, gli astronomi sono stati a lungo alla ricerca dei cosiddetti "buchi neri di massa intermedia" che potrebbero sorgere nel corso del collasso diretto della materia e servire come "germi" per la nascita di buchi supermassicci.

Buco nero
© NASA . Swift/Aurore Simonnet, Sonoma State University

Oggi, gli astronomi conoscono l'esistenza di quattro buchi neri di questo genere: l'oggetto X-2 nella galassia M82, HLX-1 fonte nella costellazione della Fenice, "catapultato" 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 realmente buchi neri, dal momento che i loro scopritori non possono ancora misurare accuratamente la loro massa e altre proprietà fisiche. Christopher Fragile e i suoi colleghi hanno inventato una tecnica ingegnosa per verificare le proprietà di oggetti simili, usando "stelle morte".

I luminari, simili per dimensioni al Sole, non si trasformano in buchi neri o pulsar negli ultimi stadi della loro vita, ma "bruciano" gradualmente. Al loro posto c'è una nuvola di gas caldo e una nana bianca, l'ex nucleo di una stella super-calda, costituito quasi interamente da elio e elementi più pesanti.

Continua a emanare luce a causa del calore residuo e alla compressione gravitazionale, ma le reazioni di fusione all'interno sono completamente ferme, poiché la temperatura e la pressione all'interno della nana bianca sono troppo basse affinché i nuclei di elementi pesanti comincino a fondersi l'uno con l'altro.

Le nane bianche, come osserva Fragile, sorgono spesso in prossimità di buchi neri nel centro delle galassie e in grandi ammassi globulari. Studiando le conseguenze del loro "rendez-vous" casuale, la sua squadra ha scoperto una proprietà insolita delle nane bianche, che può essere utilizzata per cercare buchi neri di massa intermedia.

Il fatto è che i buchi neri emettono delle forze di estensione e contrazione sugli oggetti nelle vicinanze (come le maree), 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, gli scienziati hanno suggerito, che questo è sufficiente per riavviare le reazioni termonucleari all'interno della "stella morta".

"Affinché le viscere della nana bianca possano riaccendersi, è necessario che il buco nero abbia una dimensione abbastanza "media": in questo caso, le forze di "marea" si manifesteranno a grandi distanze, ma il buco nero non ingoierà immediatamente la nana bianca o scomparirà all'interno se la sua massa è piccola," continua l'astrofisico.

La stella "risuscitata", come dimostrano i calcoli degli scienziati, sintetizzerà nuovi elementi in modo diverso rispetto alle stelle ordinarie e alle supernove. In particolare, produrrà un numero insolitamente grande di nichel-56, e altri elementi relativi al ferro, il che permette di identificarli in modo univoco guardando i lampi di "Supernova" con una gamma anormale.

Eppure riconosce Fragile, gli scienziati non sono riusciti a trovare tracce di questi buchi neri e nane bianche "degenerati", ma in passato nessuno le ha cercate volutamente. L'osservazione a lungo termine e l'analisi dei dati già raccolti dai telescopi, così come il collegamento di osservatori gravitazionali per la ricerca di tali oggetti, secondo lui, aiuterà a trovarli nei prossimi anni e decenni.

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Astronomia, Astronomia, USA
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