Scoperta la stella più veloce della Via Lattea: S301 viaggia a 25.000 km/s vicino al buco nero Sagittarius A*

È stata scoperta la stella più veloce mai osservata nella nostra galassia, la Via Lattea: si chiama S301, sfreccia a 25.000 km/s (per intenderci, è circa 100.000 volte più veloce di un aereo di linea) e la sua scoperta, pubblicata su Nature, è stata ottenuta utilizzando i dati del Very Large Telescope Interferometer dell'ESO, l'Osservatorio europeo australe.

Per trovarla gli astronomi hanno dovuto scrutare per decenni il punto più misterioso della nostra galassia: i dintorni del buco nero Sagittarius A*, al centro della Via Lattea. S301, tra l'altro, si avvicina a Sagittarius A* più di qualsiasi altra stella osservata finora, fino a una distanza simile a quella tra Saturno e il Sole.

Proprio per la sua vicinanza a Sagittarius A*, S301 è la prima stella che conosciamo che potrebbe essere utilizzata per misurare direttamente la rotazione di un buco nero.

Una stella nella Via Lattea che viaggia centomila volte più veloce di un aereo di linea

Partiamo dai numeri, perché con S301 sono davvero difficili da immaginare. Nel punto della sua orbita più vicino al buco nero, la stella viaggia a circa 25mila chilometri al secondo, circa l'8% della velocità della luce (che si aggira attorno a 300.000 km/s): per avere un paragone, questa stella è 100.000 volte più veloce di un aereo commerciale di linea. È questo che le vale il record di stella più rapida della Via Lattea.

A renderla così veloce è l'orbita strettissima che percorre attorno a Sagittarius A*, il buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia. S301 gli gira intorno in appena 8,7 anni (un tempo brevissimo per una stella così vicina) e nel momento di massimo avvicinamento arriva a una distanza paragonabile a quella che tra Saturno e il Sole. Nessun altra stella conosciuta si è mai spinta così vicino a questo buco nero.

Andando più nello specifico, S301 è una stella di sequenza principale, con una massa di circa una volta e mezza quella del Sole e un raggio compreso tra 1,4 e 1,6 volte quello solare. Il problema è che è debolissima: ci appare due miliardi di volte più fioca di Betelgeuse, la stella arancione della costellazione di Orione.

Gli astronomi ipotizzano che S301 facesse parte di un sistema binario, cioè costituito da due stelle gravitazionalmente legate, che è stato disgregato dalle forze mareali di Sagittarius A*: lei è rimasta intrappolata dalla gravità del buco nero, mentre la sua compagna è stata scagliata via a velocità tale da uscire, con ogni probabilità, dalla galassia.

E c'è un motivo per cui questa stella conta così tanto: passando così vicino al buco nero, S301 è la prima stella che conosciamo che è in grado di farci misurare direttamente la rotazione di Sagittarius A*.

Come la maggior parte degli oggetti nell’universo, gli astronomi prevedono che Sagittarius A* ruoti. Come riporta l'INAF, secondo la teoria della relatività generale di Einstein, un buco nero in rotazione trascina con sé lo spaziotempo e lo deforma, influenzando le orbite delle stelle circostanti. L’effetto è più marcato per gli oggetti che orbitano a distanza ravvicinata da buchi neri in rapida rotazione. Gli autori dello studio, grazie alla scoperta di questa stella, sperano di riuscire a misurare, entro i prossimi dieci anni, la rotazione del buco nero, fondamentale per caratterizzare i modelli fisici che descrivono questi oggetti “esotici”.

Come hanno scoperto S301 vicino al buco nero

Trovare la stella s301, un oggetto due miliardi di volte più debole di Betelgeuse (per di più incollato a un buco nero) non è stato affatto semplice. Il merito è del VLTI, il Very Large Telescope Interferometer dell'ESO, che si trova all'Osservatorio del Paranal, in Cile, equipaggiato con lo strumento Gravity+. Il VLTI combina la luce di quattro telescopi da otto metri per creare un telescopio "virtuale", con una risoluzione spaziale quindici volte superiore a quella di un singolo telescopio da otto metri. Come ricorda Frank Eisenhauer, principal investigator di Gravity+, questo è l'unico posto al mondo dove si possono fare osservazioni del genere, perché nessun altro osservatorio ha quattro telescopi da otto metri che lavorano insieme in questo modo.

In realtà, il primo sguardo sulla nuova stella S301 risale primavera del 2023: da quel momento, il team ha continuato a seguirla per ricostruirne l'orbita. Gli astronomi sono poi riusciti a ricostruire la storia orbitale di S301 fino al 2017, scoprendo che l’ultimo avvicinamento al buco nero centrale risale all’inizio del 2023

Le prossime osservazioni, con Gravity+ e con lo strumento Micado che sarà montato sull'Extremely Large Telescope dell'ESO, saranno decisive per seguire S301 nel prossimo decennio, in vista del suo prossimo passaggio ravvicinato previsto per il 2031. Osservare almeno due orbite complete permetterebbe di tracciarne il percorso con una precisione tale da misurare, per la prima volta, la rotazione (o spin in gergo) di Sagittarius A*. 

non perderti questo articolo

Quale destino attende la nostra Via Lattea?