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Le stelle di neutroni e i buchi neri sono i resti di stelle morte. Si formano tipicamente come parte di un'esplosione di supernova, in cui gli strati esterni di una vecchia stella vengono espulsi violentemente mentre il nucleo della stella collassa per formare il residuo. Questa origine violenta può avere conseguenze significative sia per il residuo che per l'ambiente circostante.

Una cosa che può accadere è che il residuo possa ricevere un "calcio natale", che provoca al residuo di allontanarsi dal resto della supernova. Vediamo questo con alcune stelle di neutroni, dove osserviamo la stella di neutroni che lascia il residuo a <a href="https://briankoberlein.com/blog/kick-me/">velocità superiori a 800 chilometri al secondo</a>. Non siamo del tutto certi di cosa causi calci natali così grandi, ma non sono rari. Si potrebbe presumere che la stessa cosa possa accadere per i buchi neri stellari. In effetti, data l'intensità maggiore di una supernova che forma un buco nero, si potrebbe pensare che il calcio sia ancora più grande. Tuttavia, osservazioni recenti suggeriscono che a volte un buco nero stellare possa formarsi con praticamente nessun calcio.

Le osservazioni si concentrano su un buco nero conosciuto come V404 Cygni. Ha una massa circa 10 volte quella del Sole ed è situato a circa 8.000 anni luce di distanza. È anche un microquasar. C'è una piccola stella che orbita così da vicino a V404 che il materiale viene catturato dal buco nero. Il materiale catturato ha creato un disco di accrescimento e getti simili a quelli formati dai buchi neri supermassicci nelle galassie lontane. È stato scoperto nel 1938 ed è facilmente osservabile sia in luce visibile che in raggi X. Con un buon telescopio, potresti persino osservarlo dal tuo cortile. Non è necessario dire che V404 è stato piuttosto ben studiato.

Ma questo nuovo lavoro ha trovato qualcosa di nuovo. Il team ha identificato una stella compagna che orbita attorno al binario ravvicinato. La stella è conosciuta da un po', ma solo grazie a osservazioni dettagliate da parte della sonda Gaia il team ha potuto dimostrare che orbita attorno alle altre due. Ci vogliono 70.000 anni affinché la compagna distante compia un'orbita, ma è legata gravitazionalmente alle altre due. Quindi V404 Cygni è un sistema triplo, non un binario. Il che è un po' strano. Quando si è formato il buco nero, dovrebbe essere stato espulso dal sistema. La compagna vicina potrebbe essere rimasta, ma la compagna distante non dovrebbe essere ancora legata. Allora, cosa succede?

Quando il team ha esaminato la dinamica del sistema, ha scoperto che il calcio natale del buco nero non poteva essere stato superiore a 5 km/s. In termini astronomici, non è praticamente nulla. Pertanto, V404 non deve aver ricevuto alcun calcio natale. Se si fosse formato da un'esplosione di supernova, ciò sarebbe improbabile. Per risolvere questo mistero, il team ha esaminato vari modelli che potrebbero produrre un tale sistema. Tutto, dalle esplosioni di supernova altamente simmetriche ai modelli di collasso diretto in cui il buco nero si forma lentamente e silenziosamente piuttosto che con un'unica grande esplosione. Si scopre che l'approccio silenzioso è il più probabile. Sembra che V404 abbia gradualmente accumulato materiale dalla sua compagna vicina fino a collassare per diventare un buco nero, e lo ha fatto in modo sufficientemente silenzioso da permettere alla terza compagna di seguire il viaggio.

Riferimento: Burdge, Kevin B., et al. “<a href="https://arxiv.org/abs/2404.03719">Il buco nero binario X a bassa massa V404 Cygni è parte di un ampio triplo gerarchico e si è formato senza un calcio</a>.” arXiv preprint arXiv:2404.03719 (2024).

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