Nella galassia Messier 33 c'è un buco nero stellare eccezionalmente massiccio che insieme a una grande stella forma un sistema binario (M33 X-7) dall'orbita straordinariamente piccola, e per di più la grande stella compagna brilla molto meno di quanto dovrebbe. Le ragioni di questo fenomeno hanno lasciato perplessi gli astronomi fin dalla scoperta di M33 X-7, avvenuta nel 2007.
Ora, un gruppo di astronomi della Northwestern University ha svelato il mistero riuscendo a vagliare, grazie a simulazioni su un ampio cluster di computer che ha girato per due mesi consecutivi, una serie di modelli, fino a individuarne uno che rendeva conto di tutte le proprietà osservate, ora descritto in un articolo pubblicato su Nature.
"Siamo interessati a questo sistema perché possiede uno dei più massicci buchi neri stellari, ma anche per le sue altre caratteristiche, in particolare la massa della sua stella compagna e la sua orbita che apparentemente non ha un senso dal punto di vista dell'evoluzione stellare", spiega Vicky Kalogera, che con Francesca Valsecchi è primo firmatario dell'articolo.
Il modello evolutivo di M33 X-7 inizia con due stelle in un sistema binario; una stella ha inizialmente una massa di 100 masse solari, l'altra di 30. Le stelle hanno un'orbita molto stretta e quella più grande che cresce rapidamente finora quasi inglobare l'altra. Quella dapprima più piccola inizia a guadagnare materiale dalla compagna, mentre quella più grande e massiccia collassa in un buco nero quando esaurisce il proprio combustibile nucleare. Intanto l'orbita diviene sempre più stretta.
La stella, che a questo punto ha una massa di 70 masse solari, non appare luminosa come le altre di dimensioni paragonabili a causa del modo in cui ha acquisito la sua massa e dell'inclinazione del sistema stellare rispetto a noi. Da un lato, essa ha acquisito materia così rapidamente dall'interazione con l'altra stella, ora divenuta un buco nero, da non riuscire ad assumere un assetto stabile, tanto da non bruciare il proprio combustibile in modo altrettanto brillate di altre stelle paragonabili che sono "indisturbate". Dall'altro, la stella è deformata dalla prossimità del buco nero e la sua temperatura e luminosità non sono uniformi su tutta la sua superficie. Questi effetti, combinati con l'inclinazione del sistema rispetto alla nostra linea di vista, la rendono quindi molto poco brillante. (gg)