In un ammasso di stelle nella galassia di Andromeda, ALIAS M31, gli astronomi hanno studiato i cambiamenti nella luce per identificare un buco nero che è grande quasi 100.000 volte la massa del Sole. Ciò lo colloca esattamente tra i buchi neri con “massa intermedia”, sfuggenti e molto ricercati dagli astronomi per le domande a cui possono rispondere.

I buchi neri sono molto ingannevoli. A meno che non stiano attivamente producendo materia, processo che genera radiazioni incredibilmente luminose, non emettono alcuna luce che possiamo rilevare. Questo rende la loro ricerca un lavoro investigativo, basato sull’osservazione di quello che accade nello spazio circostante.

Un indizio della presenza di un buco nero sono le orbite degli oggetti che li circondano. La maggior parte dei buchi neri rilevati rientrano in due intervalli di massa. Ci sono i buchi neri di massa stellare, fino a circa 100 volte la massa del Sole; e buchi neri supermassicci, che partono da un intervallo di circa un milione di volte la massa del Sole. Nel mezzo c’è un intervallo classificato come intermedio, e dire che le rilevazioni di questi buchi neri sono rare è un eufemismo.

Ad oggi, il numero di rilevamenti IMBH rimane incredibilmente basso. Senza buchi neri di massa intermedia, gli scienziati non riescono a spiegare come possano coesistere due regimi di buchi neri di massa incredibilmente diversi. Buchi neri nell’intervallo di massa intermedia potrebbero aiutarci a colmare il divario, offrendo una spiegazione al meccanismo in base al quale i buchi neri di massa stellare possono crescere in colossi.

Questo ci porta ad Andromeda; in particolare, un ammasso globulare di stelle all’interno di Andromeda chiamato B023-G078, l’ammasso stellare più massiccio della galassia, approssimativamente sferico e legato gravitazionalmente con 6,2 milioni di masse solari.

Un modo in cui questi ammassi possono formarsi, secondo i modelli, è quando una galassia ne sussume un’altra. Questo è un fenomeno molto comune; la Via Lattea lo ha fatto più volte, così come Andromeda. Gli ammassi globulari potrebbero essere ciò che rimane dei nuclei galattici di galassie più piccole che vengono sussunti da quelli più grandi, buchi neri e tutto il resto.

Questo è ciò che il team di scienziati guidati dal professor Renuka Pechetti della John Moores University di Liverpool pensa sia la storia delle origini di B023-G078. Hanno studiato il contenuto metallico dell’ammasso, sulla base di sottili firme nella luce che emette, e hanno determinato che ha un’età di circa 10,5 miliardi di anni, con una metallicità simile a quella di altri nuclei galattici nella Via Lattea. Quindi, hanno studiato il modo in cui le stelle si muovono attorno al centro dell’ammasso per cercare di calcolare la massa del buco nero che dovrebbe esserci lì. Ciò ha restituito un risultato di circa 91.000 masse solari, che costituisce circa l’1,5% della massa dell’ammasso.

Ciò suggerisce che la galassia madre di B023-G078 era una galassia nana, con circa un miliardo di masse solari. La massa della Grande Nube di Magellano, una galassia nana in orbita attorno alla Via Lattea, è stata calcolata a 188 miliardi di masse solari e si stima che Andromeda misuri fino a circa 1,5 trilioni di masse solari. È possibile che qualcos’altro rappresenti le osservazioni, ma nessuna delle alternative esplorate dal team si adatta ai dati e a un buco nero di massa intermedia. “crediamo nella presenza di un singolo IMBH e che B023-G78 sia un nucleo spogliato, così come indicato dall’apparente compattezza della componente scura”, hanno scritto nel loro articolo.