STELLA IPERVELOCE OSSERVATA CON GAIA E L’AAT

Fuga dal “cuore nero” della Via Lattea

Mentre i primi esseri umani ancora stavano imparando a camminare su due piedi, una stella veniva espulsa da un buco nero supermassiccio che si annida nel centro della nostra galassia a una velocità di 6 milioni di km/h. L’osservazione del fenomeno conferma come dai dintorni dei buchi neri possano uscire stelle a velocità elevatissima

     13/11/2019
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Rappresentazione artistica dell’espulsione di S5-Hvs1 da parte di Sagittarius A*, il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea. Sagittarius A* e la stella compagna catturata sono nell’angolo sinistro dell’immagine, S5-Hvs1 è in primo piano sulla destra, in fuga dal centro galattico. Crediti: James Josephides, Swinburne Astronomy Productions

Immaginate due stelle di un sistema binario, nate contemporaneamente dalla stessa nube, che si evolvono insieme restando fisicamente legate dalla forza gravitazionale che entrambe esercitano reciprocamente l’una sull’altra. Durante la loro danza nello spazio vengono catturate da un buco nero supermassiccio: non uno qualsiasi, bensì quello nascosto nel cuore della Via Lattea, la nostra galassia. E solo una delle due riesce a sfuggire, venendo espulsa dal buco nero – all’epoca in cui i nostri antenati stavano imparando a camminare su due piedi – a una velocità di 6 milioni di km/h.

Cinque milioni di anni dopo questo straordinario evento, la nostra stella sperduta – oggi nota come S5-Hvs1, dove ‘Hvs’ sta per hypervelocity star – viene individuata nella costellazione della Gru da un gruppo di ricercatori del McWilliams Center of Cosmology della Carnegie Mellow University, guidati da Sergey Koposov.

Non si tratta di una favola romantica dall’epilogo drammatico, ma di un’importante scoperta che conferma il meccanismo di Hills: proposto dall’astronomo Jack Hills 30 anni fa, mostra come le stelle possano venire espulse ad altissima velocità dai centri delle galassie a seguito di un’interazione tra un sistema binario e un buco nero.

«Abbiamo a lungo sospettato che i buchi neri potessero espellere le stelle con velocità molto elevate», dice entusiasta Koposov, che tuttavia non aveva mai avuto l’occasione di osservare l’interazione di una stella così veloce con il nostro centro galattico. Nel caso di S5-Hvs1, questa complessa interazione gravitazionale ha fatto sì che la sua stella compagna venisse catturata dal buco nero, mentre lei è stata espulsa a velocità estremamente elevata.

Le stelle ad alta velocità sono state scoperte dai ricercatori due decenni fa, ma la velocità di S5-Hvs1 non ha precedenti, ed è circa dieci volte più elevata della maggior parte delle stelle nella nostra galassia.

Nel suo tour fra le costellazioni, la nostra stella ultrarapida si trova a passare relativiamente vicino alla Terra – a una distanza di 29mila anni luce – e questo ha consentito agli astronomi di tracciare a ritroso l’origine del suo viaggio fino centro della Via Lattea, dove si trova appunto Sagittarius A*, un buco nero supermassiccio di quattro milioni di masse solari.

L’affascinante scoperta è stata possibile grazie al Telescopio anglo-australiano (Aat), un telescopio da 3,9 metri, e al satellite Gaia dell’Esa nell’ambito della Southern Stellar Stream Spectroscopic Survey (S5).

«Vedere questa stella è davvero sorprendente, poiché sappiamo che deve essersi formata nel centro galattico, un luogo molto diverso dal nostro. È un visitatore proveniente da una terra strana», dice Ting Li del Carnegie Observatories e della Princeton University, leader della S5 Collaboration.

Intanto S5-Hvs1 prosegue il suo viaggio a una velocità così elevata che – spiega Douglas Boubert dell’Università di Oxford, co-autore della ricerca – finira inevitabilmente per lasciare la nostra galassia. E non tornerà mai più.

Per saperne di più:

  • Leggi su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society l’articolo “Discovery of a nearby 1700 km/s star ejected from the Milky Way by Sgr A*”, di  Sergey E Koposov, Boubert Douglas, S Li Ting, Denis Erkal, Gary S Da Costa, Daniel B Zucker, Alexander P Ji, Kyler Kuehn, Geraint F Lewis, Dougal Mackey, Jeffrey D Simpson, Nora Shipp, Zhen Wan, Vasily Belokurov, Joss Bland-Hawthorn, Sarah L Martell, Thomas Nordlander, Andrew B Pace, Gayandhi M De Silva e Mei-Yu Wang