Nel 2020 un team guidato dagli astronomi dell'European Southern Observatory (ESO) ha segnalato il buco nero più vicino alla Terra, situato a soli 1.000 anni luce di distanza nel sistema HR 6819. Ma i risultati del loro studio sono stati contestati da altri ricercatori, tra cui un team internazionale con sede a KU Leuven, in Belgio. In un recente articolo, questi due team si sono uniti per riferire che non esiste in realtà alcun buco nero in HR 6819, che è invece un sistema a due stelle "vampiro" in una fase rara e di breve durata della sua evoluzione.
Lo studio originale su HR 6819 ha ricevuto un'attenzione significativa sia dalla stampa che dagli scienziati. Thomas Rivinius, un astronomo cileno dell'ESO e autore principale di quell'articolo, non è rimasto sorpreso dall'accoglienza della comunità astronomica alla scoperta del buco nero. Rivinius e i suoi colleghi erano convinti che la migliore spiegazione per i dati che avevano, ottenuti con il telescopio MPG/ESO da 2,2 metri, fosse che HR 6819 dovesse essere un sistema triplo, con una stella in orbita attorno a un buco nero ogni 40 giorni e una seconda stella in un'orbita molto più ampia.
Ma uno studio condotto da Julia Bodensteiner, allora dottoranda presso la KU Leuven, in Belgio, ha proposto una spiegazione diversa per gli stessi dati: HR 6819 potrebbe anche essere un sistema con solo due stelle su un'orbita di 40 giorni e nessun buco nero. Questo scenario alternativo richiederebbe che una delle stelle fosse "spogliata", il che significa che, in un momento precedente, aveva perso una grande frazione della sua massa rispetto all'altra stella.
"Avevamo raggiunto il limite dei dati esistenti, quindi abbiamo dovuto rivolgerci a una diversa strategia osservativa per decidere tra i due scenari proposti dai due team", ha affermato la ricercatrice di KU Leuven Abigail Frost, che ha guidato il nuovo studio su Astronomy & Astrophysics.
Per risolvere il mistero, i due team hanno lavorato insieme per ottenere nuovi dati più nitidi di HR 6819 utilizzando il VLT (Very Large Telescope) e il Very Large Telescope Interferometer (VLTI) dell'ESO. "Il VLTI era l'unica struttura che ci avrebbe fornito i dati decisivi di cui avevamo bisogno per districarci tra le due spiegazioni", ha affermato Dietrich Baade, autore sia dello studio originale HR 6819 che del nuovo documento di Astronomia e Astrofisica. Poiché non aveva senso chiedere la stessa osservazione due volte, i due team hanno unito le forze, il che ha permesso loro di mettere in comune le loro risorse e conoscenze per trovare la vera natura di questo sistema.
"Gli scenari che stavamo cercando erano piuttosto chiari, molto diversi e facilmente distinguibili con lo strumento giusto", ha spiegato Rivinius. "Eravamo d'accordo sul fatto che ci fossero due fonti di luce nel sistema, quindi la domanda era se orbitassero l'una attorno all'altra da vicino, come nello scenario della stella spogliata, o fossero molto distanti l'una dall'altra, come nello scenario del buco nero".
Per distinguere tra le due proposte, gli astronomi hanno usato sia lo strumento GRAVITY del VLTI che lo strumento Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) sul VLT dell'ESO.
"MUSE ha confermato che non c'era una compagna luminosa in un'orbita più ampia, mentre l'alta risoluzione spaziale di GRAVITY è stata in grado di risolvere due sorgenti luminose separate da solo un terzo della distanza tra la Terra e il Sole", ha affermato Frost. "Questi dati si sono rivelati il pezzo finale del puzzle e ci hanno permesso di concludere che HR 6819 è un sistema binario senza buchi neri".
"La nostra migliore interpretazione finora è che abbiamo catturato questo sistema binario in un momento poco dopo che una delle stelle aveva risucchiato l'atmosfera dalla sua stella compagna. Questo è un fenomeno comune nei sistemi binari ravvicinati, a volte indicato come 'vampirismo stellare' dalla stampa", ha spiegato Bodensteiner, ora membro dell'ESO in Germania e autore del nuovo studio. "Mentre la stella donatrice è stata spogliata di parte del suo materiale, la stella ricevente ha iniziato a ruotare più rapidamente".
"Catturare una tale fase post-interazione è estremamente difficile in quanto è così breve", ha aggiunto Frost. "Questo rende le nostre scoperte per HR 6819 molto eccitanti, in quanto presenta un candidato perfetto per studiare come questo vampirismo influenzi l'evoluzione delle stelle massicce e, a sua volta, la formazione dei loro fenomeni associati, tra cui onde gravitazionali e violente esplosioni di supernova".
Il nuovo team congiunto Lovanio-ESO ora prevede di monitorare più da vicino HR 6819 utilizzando lo strumento GRAVITY del VLTI. I ricercatori condurranno uno studio congiunto del sistema nel tempo, per comprendere meglio la sua evoluzione, limitarne le proprietà e utilizzare tali conoscenze per saperne di più su altri sistemi binari.
Per quanto riguarda la ricerca di buchi neri, il team rimane ottimista. "I buchi neri di massa stellare rimangono molto sfuggenti a causa della loro natura", ha dichiarato Rivinius. "Ma le stime dell'ordine di grandezza suggeriscono che ci sono da decine a centinaia di milioni di buchi neri nella sola Via Lattea", ha aggiunto Baade. È solo una questione di tempo prima che gli astronomi li scoprano.