Una supernova fallita crea un buco nero nella galassia di Andromeda

Gli astronomi hanno recentemente documentato la nascita silenziosa di un buco nero nella vicina galassia di Andromeda dopo aver osservato una stella massiccia, M31-2014-DS1, svanire senza la caratteristica brillantezza di una supernova. Questo raro evento astronomico, spesso definito "supernova fallita", fornisce prove osservative cruciali di una morte stellare in cui il nucleo collassa direttamente in una singolarità. Analizzando quasi due decenni di dati d'archivio, i ricercatori hanno ricostruito una cronologia che suggerisce che non tutte le stelle massicce concludono la propria vita con una violenta esplosione, ma alcune potrebbero semplicemente scomparire nel nulla.

Cos'è una supernova fallita?

Una supernova fallita è un raro evento stellare in cui una stella massiccia subisce il collasso del nucleo ma non riesce a produrre un'esplosione luminosa, formando invece direttamente un buco nero mentre gli strati esterni della stella cadono verso l'interno. A differenza delle tipiche supernove di Tipo II, l'onda d'urto interna è insufficiente a espellere il materiale stellare, causando l'affievolimento e la scomparsa silenziosa della stella dalla luce visibile.

I modelli di evoluzione stellare prevedono da tempo che una percentuale significativa di stelle massicce — forse tra il 20% e il 30% — potrebbe terminare la propria vita in questo modo. In una supernova standard, il collasso del nucleo innesca un'onda d'urto di rimbalzo che scaglia gli strati esterni della stella nello spazio, creando un bagliore che può superare la luminosità di una galassia. In una supernova fallita, tuttavia, la gravità del buco nero in formazione è così immensa da superare la pressione in uscita, inghiottendo la maggior parte della massa stellare e lasciando dietro di sé solo una debole firma a infrarossi.

Come hanno scoperto gli astronomi la formazione silenziosa del buco nero in Andromeda?

Gli astronomi hanno scoperto la formazione silenziosa del buco nero in Andromeda monitorando la stella massiccia M31-2014-DS1, che era inizialmente luminosa ma si è drasticamente affievolita tra il 2016 e il 2019 ed è scomparsa completamente entro il 2023. Utilizzando quasi 20 anni di dati d'archivio della missione NEOWISE della NASA e di osservatori terrestri, i ricercatori hanno tracciato la singolare transizione della stella da sorgente luminosa a punto invisibile.

Il team di ricerca, i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista Science il 16 febbraio 2026, si è basato fortemente sul Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer (NEOWISE). Questo archivio a infrarossi ha permesso al team di vedere attraverso la polvere della galassia di Andromeda, situata a 2,5 milioni di anni luce di distanza, e di registrare uno specifico evento di aumento della luminosità nel 2014. Questo picco nell'infrarosso ha segnalato che la stella stava espellendo i suoi strati più esterni appena prima che il suo nucleo esaurisse il combustibile nucleare, una fondamentale documentazione "prima e dopo" che viene raramente catturata in tempo reale.

• 2005–2014: La stella è rimasta in uno stato stabile di alta luminosità come stella variabile massiccia.
• 2014: Un improvviso aumento della luminosità nell'infrarosso ha indicato l'espulsione di un denso guscio di gas.
• 2016–2023: La luce ottica è crollata di un fattore 10, rendendo la stella invisibile ai telescopi tradizionali.
• Fine 2023: Solo un debole bagliore residuo nell'infrarosso è rimasto dalla polvere riscaldata che circonda il sito del collasso.

Quali prove dimostrano che un buco nero si è formato da M31-2014-DS1?

Le prove della formazione di un buco nero da M31-2014-DS1 includono il suo prolungato affievolimento fino a una minima frazione della luminosità originale senza alcuna esplosione luminosa, indicando un collasso del nucleo in cui la maggior parte della massa è implosa. Un persistente e debole bagliore infrarosso proveniente dal gas caldo oscurato dalla polvere in orbita attorno alla nuova singolarità supporta la conclusione che il nucleo della stella sia diventato un oggetto compatto.

L'assenza di un tradizionale "eco di luce" da supernova è l'indicatore più forte di un'esplosione fallita. Quando una stella come M31-2014-DS1 collassa, l'energia gravitazionale rilasciata solitamente alimenta una massiccia esplosione. Tuttavia, in questo caso, il materiale è ricaduto verso l'interno sotto la gravità stessa della stella. Secondo lo studio supportato dal NASA’s Astrophysics Data Analysis Program, l'oggetto risultante è stimato essere un buco nero di circa 6,5 masse solari. Ciò corrisponde ai modelli teorici di morti "silenziose" in cui il nucleo collassa direttamente perché la riserva di energia interna è esaurita e non può sostenere il peso della stella.

L'astronomia a infrarossi si è rivelata essenziale in questa scoperta perché è stata in grado di rilevare il "velo" di gas caldo e polvere lasciato dietro di sé. Mentre la stella è scomparsa nello spettro ottico, i dati di NEOWISE hanno mostrato che la nube di detriti veniva ancora riscaldata dall'interno. Questo calore suggerisce che, mentre la superficie della stella è scomparsa, un oggetto massiccio e denso rimane al centro, continuando a interagire con il materiale circostante attraverso un'intensa gravità.

Implicazioni per l'evoluzione galattica e la ricerca futura

La scoperta di M31-2014-DS1 suggerisce che queste fini "silenziose" delle stelle potrebbero essere più comuni di quanto precedentemente riconosciuto nel nostro universo locale. Se una parte sostanziale delle stelle massicce bypassa la fase di supernova, ciò spiegherebbe perché gli astronomi trovano meno esplosioni di supernova rispetto a quanto suggerito dai tassi di nascita teorici delle stelle massicce. Questa popolazione "mancante" di supernove potrebbe essere giustificata da stelle che semplicemente collassano in un buco nero senza i fuochi d'artificio previsti.

Guardando al futuro, il successo di questo studio evidenzia l'immenso valore delle indagini del cielo a lungo termine e degli archivi di dati curati. Man mano che nuove strutture come l'osservatorio Vera C. Rubin entreranno in funzione, gli astronomi si aspettano di identificare altri candidati di supernove fallite. Costruendo un censimento più completo di questi eventi, gli scienziati possono comprendere meglio la distribuzione della massa dei buchi neri e i complessi cicli di vita degli oggetti più massicci del cosmo. Per ora, la stella che svanisce in Andromeda rappresenta uno dei casi osservativi più chiari di una stella che non riesce a esplodere, ma si trasforma con successo in un buco nero.