Il cuore della Via Lattea potrebbe nascondere uno sciame di buchi neri. C’è un buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia. Ci sono anche molte altre cose lì. Stelle giovani, gas, polvere e buchi neri di massa stellare. È un luogo molto attivo. È anche circondato da un velo di gas e polvere interstellare, il che significa che non possiamo osservare la regione nella luce visibile. Possiamo osservare le stelle nella regione attraverso l’infrarosso e la radio, e alcuni dei gas lì emettono luce radio, ma i buchi neri di massa stellare rimangono per lo più un mistero.
Una grande sfida è che non abbiamo una buona misura di quanti buchi neri ci siano. I modelli tradizionali di formazione stellare suggeriscono che potrebbero essercene solo 300 nella regione più vicina al buco nero supermassiccio Sagittarius A. Altri modelli suggeriscono che la formazione di Sgr A stessa potrebbe aver innescato la formazione di centinaia di buchi neri di massa stellare. Ma un nuovo studio in Astronomy & Astrophysics suggerisce che il numero di buchi neri di massa stellare è molto più alto.
L’idea dietro questo nuovo modello è che, rispetto al resto della galassia, la regione centrale vicino a Sgr A* è densa di gas e polvere. Questo significa che grandi stelle di tipo O e B possono formarsi facilmente. Queste stelle hanno vite molto brevi e quindi morirebbero come supernove. I loro nuclei collasserebbero in buchi neri, e il resto del loro materiale verrebbe espulso e disponibile per creare nuove stelle. Col tempo, i buchi neri nella regione si accumulerebbero man mano che nuovi cicli di stelle nascono e muoiono. Alla fine, la regione diventerebbe popolata da un numero sufficiente di buchi neri che le collisioni tra stelle e buchi neri sarebbero comuni. I buchi neri strapperebbero le stelle a poco a poco, agitando la regione per accelerare la formazione di stelle e buchi neri. Gli autori chiamano questo modello il “tritastelle”.
Se questo modello è corretto, allora il centro della nostra galassia potrebbe avere milioni o miliardi di buchi neri di massa stellare per parsec cubico. Qualsiasi stella che entri in quella regione lo farebbe a suo rischio e pericolo. È un’idea affascinante, ma come potremmo provarla? Per questo, gli autori si rivolgono a un concetto statistico noto come tempo di collisione. Per una data densità di buchi neri nella regione, c’è un tempo medio prima che una stella e un buco nero collidano. Questo tempo di collisione dipende dal numero di buchi neri nella regione e dalla dimensione della stella. Ovviamente, maggiore è il numero di buchi neri, più breve è il tempo di collisione, ma anche maggiore è la stella, più è probabile che abbia una collisione.
Il team ha calcolato i tempi di collisione per varie distribuzioni, poi ha confrontato i loro risultati con ciò che osserviamo. Poiché le stelle più grandi al centro della galassia sono le più facili da rilevare, abbiamo una buona idea di quante ce ne siano. Basandosi sulle osservazioni, ci sono meno stelle di tipo O nella regione rispetto ad altre parti della Via Lattea. Questo suggerisce che le stelle di tipo O subiscono il “tritastelle” dei buchi neri. Ci sono molte delle stelle più piccole di tipo B nella regione, il che suggerisce che non incontrano spesso buchi neri. Basandosi sulle loro statistiche, gli autori sostengono che ci sono circa 100 milioni di buchi neri per parsec cubico nella regione intorno a Sgr A*.
Gli autori notano anche che questo modello spiegherebbe la presenza di stelle iperveloci nell’alone della nostra galassia. Conosciamo circa una dozzina di stelle con velocità così elevate che sfuggiranno alla nostra galassia. Un modo per una stella di acquisire tale velocità è avere un incontro ravvicinato con un buco nero. Il numero di stelle iperveloci che osserviamo potrebbe essere stato causato da incontri ravvicinati al centro della Via Lattea.