Gli astronomi hanno, per la prima volta, osservato direttamente una stella massiccia che collassa in un buco nero senza l’esplosione di una supernova – un fenomeno a lungo ipotizzato e ora confermato attraverso i dati d’archivio della missione NEOWISE della NASA e le osservazioni di follow-up. Questa scoperta mette in discussione le ipotesi precedenti sull’inevitabile morte esplosiva delle stelle supergiganti e fornisce informazioni cruciali sulla formazione del buco nero.
La stella fugace: M31-2014-DS1
La stella, designata M31-2014-DS1, si trovava nella vicina galassia di Andromeda. Tra il 2017 e il 2022, ha subito un drammatico e prolungato oscuramento, attenuandosi di un fattore 10.000 nella luce visibile e 10 volte nelle emissioni totali. A differenza delle tipiche supernove, che brillano intensamente prima di svanire, questa stella semplicemente è scomparsa dalla vista. Successive osservazioni con il telescopio spaziale Hubble e gli osservatori a terra hanno rivelato solo un debole residuo rosso, pesantemente avvolto nella polvere – un’eco spettrale del suo antico splendore.
Ciò è significativo perché suggerisce che non tutte le stelle massicce terminano la loro vita con esplosioni spettacolari. Invece, alcune collassano direttamente nei buchi neri, un processo precedentemente teorizzato ma raramente osservato.
Supernovae fallite e il ruolo della convezione
Il gruppo di ricerca, guidato da Kishalay De della Columbia University, ha identificato un’altra stella, NGC 6946-BH1, che mostra uno schema simile. Ciò ha portato a una comprensione fondamentale: gli strati esterni della stella non sono caduti immediatamente verso l’interno. Invece, la convezione – il movimento dei gas caldi e freddi all’interno della stella – ha svolto un ruolo fondamentale.
Il collasso del nucleo non ha innescato una supernova perché la convezione interna della stella ha impedito l’implosione immediata degli strati esterni. I gas in rapido movimento formavano un disco rotante attorno al buco nero nascente, accumulando lentamente materiale nel corso di decenni anziché di mesi. Questo processo crea una luminosità infrarossa osservabile dovuta alla formazione di polvere, che persiste a lungo dopo la scomparsa della stella.
Implicazioni per la formazione del buco nero
Questa scoperta ha implicazioni più ampie per la comprensione dell’evoluzione stellare e della demografia dei buchi neri. La scoperta suggerisce che il destino delle stelle massicce non è predeterminato. Stelle con masse simili possono esplodere come supernove o collassare direttamente nei buchi neri, a seconda delle complesse dinamiche interne che coinvolgono gravità, pressione del gas e onde d’urto.
“Il drammatico e prolungato sbiadimento di questa stella è molto insolito e suggerisce che non si sia verificata una supernova, portando al collasso del nucleo della stella direttamente in un buco nero”, ha affermato il dottor De. Il tasso di accrescimento più lento causato dal materiale convettivo significa anche che i buchi neri risultanti potrebbero essere rilevabili per periodi più lunghi di quanto si pensasse in precedenza.
I risultati, pubblicati sulla rivista Science, rappresentano un passo avanti fondamentale nella nostra comprensione di come si formano i buchi neri. Osservando direttamente questo processo, gli astronomi possono perfezionare i loro modelli e prevedere meglio la popolazione di buchi neri di massa stellare nelle galassie oltre la nostra.
Lo studio evidenzia che l’universo è molto più ricco di sfumature di quanto si credesse: anche la morte delle stelle può sfidare le aspettative.
