La nostra galassia forse ospita buchi neri nati dopo il Bing bang

Roma – I buchi neri più vicini alla Terra potrebbero risalire ai primi istanti dopo il Big bang. Nuovi modelli di come questi cosiddetti “buchi neri primordiali” orbiterebbero attorno ad altri oggetti cosmici sembrano corrispondere alle insolite proprietà dei buchi neri più vicini che abbiamo mai visto. Questa, in estrema sintesi, è l’ipotesi lanciata da Benjamin Lehmann del Massachusetts Institute of Technology in uno studio pubblicato sul server di pre-print arXiv. I buchi neri “normali” si formano quando stelle massicce collassano su sé stesse. Ma prima che le stelle esistessero, nell’universo primordiale, minuscoli buchi neri potrebbero essersi formati da sacche di materia straordinariamente dense. Tali buchi neri primordiali non sono mai stati visti, ma se esistono, e se ce ne sono abbastanza, potrebbero spiegare gli effetti gravitazionali pervasivi che sono generalmente attribuiti a una misteriosa sostanza chiamata materia oscura. I buchi neri, come la materia oscura, sono impossibili da individuare direttamente, quindi per trovarli dobbiamo osservare la loro influenza sugli oggetti che li circondano. Per questo il gruppo di ricerca di Lehmann ha eseguito una serie di simulazioni di processi di scambio, scenari comuni in cui uno dei due oggetti che orbitano l’uno attorno all’altro viene espulso dalla sua orbita e sostituito da un buco nero primordiale. Poiché i buchi neri primordiali non sono prodotti dal collasso stellare, potrebbero, in teoria, essere molto meno massicci dei normali buchi neri. I ricercatori hanno simulato buchi neri con masse simili ad asteroidi, pianeti e stelle per vedere se qualcuno di questi fosse rilevabile. In questo modo gli studiosi hanno scoperto che se i buchi neri primordiali esistono, quelli con massa di un asteroide dovrebbero orbitare attorno ad asteroidi e quelli con la massa di un pianeta e di una stella dovrebbero orbitare attorno a stelle, tutti nel nostro “vicinato” cosmico. Ma i buchi neri più piccoli sarebbero così rari e così difficili da individuare che gli unici che abbiamo qualche speranza di rilevare sono quelli con massa stellare. Il problema è che i buchi neri della massa delle stelle possono essere prodotti nel modo tipico, ed è difficile distinguere se un buco nero del genere sia astrofisico o primordiale. Capire la differenza tra questi sarebbe “molto difficile” a meno che non vediamo un buco nero molto più piccolo di una stella. Allettantemente, i ricercatori hanno identificato alcuni buchi neri con strane proprietà orbitali: Gaia BH1, BH2 e BH3. Questi sono i tre buchi neri più vicini alla Terra conosciuti, e tutti e tre sembrano essersi formati attraverso una sorta di processo di scambio. Sono stati tutti scoperti negli ultimi due anni. Se uno qualsiasi di questi buchi neri fosse primordiale, si rivoluzionerebbe lo studio della materia oscura, escludendo sostanzialmente le particelle massive debolmente interagenti (WIMP), che sono state il candidato favorito per spiegare la materia oscura per decenni. (30Science.com)