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- Record di velocità: la stella più rapida mai osservata nella galassia
- Strumenti e metodi: come è stata scoperta S301
- Perché S301 è il candidato ideale per misurare lo spin di Sagittarius A*
- Confronto con altre stelle: perché S301 è più promettente di S2
- Come potrebbe essersi formata S301: il ruolo del meccanismo di Hills
- Osservazioni future: cosa servirà per confermare lo spin
- Implicazioni scientifiche e ricadute osservazionali
Una nuova stella sta riscrivendo la nostra idea del cuore della Via Lattea: S301 corre attorno a Sagittarius A* a velocità incredibili e potrebbe permettere di misurare per la prima volta lo spin del buco nero centrale.
Record di velocità: la stella più rapida mai osservata nella galassia
Gli astronomi hanno rilevato che S301 raggiunge picchi di velocità molto elevati. In alcuni passaggi arriva a circa 25.000 km/s, ossia oltre l’8% della velocità della luce. È il valore più alto mai misurato per una stella all’interno della nostra galassia.
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L’orbita di S301 è fortemente eccentrica. Al pericentro la distanza dal buco nero è molto ridotta, dell’ordine di una decina di unità astronomiche. Questo avvicinamento estremo è la chiave del suo comportamento dinamico.
Strumenti e metodi: come è stata scoperta S301
La scoperta è stata possibile grazie a osservazioni interferometriche ad alta risoluzione.
- Strumento principale: GRAVITY montato sul VLTI dell’ESO.
- Telescopi: i quattro specchi da 8.2 metri del Very Large Telescope combinati tramite interferometria.
- Archivio dati: le osservazioni coprono alcuni anni, permettendo la ricostruzione dell’orbita fino al 2017.
Queste tecniche consentono di separare la debole luce di S301 da quella della regione centrale, molto affollata e polverosa.
Perché S301 è il candidato ideale per misurare lo spin di Sagittarius A*
Secondo la relatività generale, un buco nero rotante trascina lo spaziotempo intorno a sé. Questo produce deviazioni nelle traiettorie delle stelle vicine, l’effetto noto come Lense-Thirring o trascinamento di riferimento.
S301 presenta caratteristiche che la rendono sensibile a questi effetti.
- Orbita più vicina di molte altre stelle già studiate.
- Maggiori perturbazioni previste al pericentro.
- Periodo orbitale relativamente breve: completa un giro in meno di un decennio.
Monitorando accuratamente la traiettoria durante le prossime orbite, il team punta a misurare direttamente la rotazione di Sagittarius A* entro i prossimi anni, se il segnale dovesse risultare distinguibile dalle altre perturbazioni gravitazionali.
Confronto con altre stelle: perché S301 è più promettente di S2
S2 è stata fondamentale per testare la relatività vicino al centro galattico. Tuttavia S301 ha un pericentro più ravvicinato e un’orbita più estrema.
- S2 ha fornito già prove della curvatura dello spaziotempo.
- S301, avvicinandosi di più, amplifica gli effetti legati allo spin del buco nero.
- Il prossimo passaggio vicino è previsto per il 2031 e sarà cruciale per misurare le deviazioni attese.
Come potrebbe essersi formata S301: il ruolo del meccanismo di Hills
È improbabile che una stella nasca così vicino a un buco nero supermassiccio. Le maree forti impediscono il normale collasso delle nubi di gas.
Una spiegazione plausibile è che S301 fosse parte di un sistema binario che si è avvicinato troppo al centro galattico. In questo scenario:
- La coppia stellare viene avvicinata da Sagittarius A*.
- La gravità distrugge il legame tra le due componenti.
- Una stella viene catturata su un’orbita stretta; l’altra viene espulsa ad alta velocità.
Questo processo è noto come meccanismo di Hills. Potrebbe spiegare sia l’orbita estremamente eccentrica di S301, sia l’esistenza di stelle iperveloci allontanate dal centro galattico.
Al momento non esiste però una corrispondenza confermata tra la compagna espulsa e le stelle iperveloci note.
Osservazioni future: cosa servirà per confermare lo spin
Per raggiungere una misura robusta dello spin saranno necessari dati precisi e continui.
- Monitoraggio astrometrico ad alta precisione su più orbite.
- Spettroscopia per misurare velocità radiali con accuratezza.
- Strumenti futuri come GRAVITY+ e l’Extremely Large Telescope (ELT).
Gli scienziati puntano ad osservare almeno due orbite complete per separare l’effetto di rotazione dalle altre perturbazioni. Le misure saranno anche un test diretto della relatività generale in un regime gravitazionale molto forte.
Implicazioni scientifiche e ricadute osservazionali
Una misura diretta dello spin di Sagittarius A* rivoluzionerebbe la nostra comprensione dei buchi neri galattici.
- Confermerebbe o confuterà previsioni teoriche sul comportamento dello spaziotempo.
- Aiuterebbe a ricostruire la storia dinamica del nucleo galattico.
- Offrirebbe indizi sulle origini delle stelle iperveloci.
Lo studio che annuncia la scoperta è stato pubblicato su Nature e rappresenta un passo avanti nelle osservazioni del centro della Via Lattea.
