L’antico ammasso globulare M15, distante da noi 37.000 anni luce in direzione della costellazione del Perseo, è il più fitto ammasso della nostra Galassia. Il telescopio spaziale ci consente di distinguere le numerosissime stelle immerse nel bagliore della regione centrale dell’ammasso; questa stessa regione appare come una macchia luminosa anche ai migliori telescopi terrestri.
La localizzazione e l’analisi accurata della distribuzione delle 30.000 stelle addensate in una zona di soli 22 anni luce di diametro e delle stelle più periferiche aiutano gli astronomi a capire i meccanismi che hanno portato ad un simile addensamento. Essi ipotizzano infatti due principali scenari alternativi per spiegare questi straordinari avvicinamenti di corpi celesti: la presenza di un buco nero massiccio oppure un "collasso del nucleo".
Secondo la prima ipotesi l’addensamento centrale di stelle può essere dovuto ad un buco nero formatosi in una fase iniziale della storia dell’ammasso. Esso deve aver guadagnato gradualmente massa a mano a mano che le stelle scendevano a spirale verso il centro e attualmente, se fosse davvero presente, dovrebbe possedere una massa pari a migliaia di volte quella del Sole.
La seconda ipotesi, da molto tempo teorizzata dagli astronomi, suggerisce che in un qualche momento della storia di M15 deve essere iniziato un movimento di conversione delle stelle verso la regione centrale. Questo collasso del nucleo chiamato anche "catastrofe gravitermica" (gravothermal catastrophe), iniziato qualche milione di anni fa – un tempo brevissimo in confronto ai 12 miliardi di vita dell’ammasso – sarebbe dovuto alla reciproca attrazione gravitazionale delle numerose stelle che lo compongono.
La catastrofe gravitermica dura un tempo relativamente molto breve (per questo si chiama "catastrofe") ma, affinché possa innescarsi, l’energia del moto casuale ("termico") delle stelle deve dissiparsi nel corso di diversi miliardi di anni. A questo punto le stelle collassano tutte assieme, in gruppo. Il collasso comunque non arriva mai a completarsi e non avvengono collisioni tra stelle perché si attivano altri processi dovuti a leggi fisiche che provocano una specie di "rimbalzo". Tra questi processi dispersivi il principale è quello stesso che in un sistema binario provoca l’espulsione di una terza stella la cui orbita è troppo vicina.
Un’esatta misurazione delle velocità delle stelle centrali di M15 potrebbe rivelare se la causa di una tale densità di popolazione sia dovuta all’influenza di un singolo oggetto massiccio oppure, più semplicemente, alla stessa attrazione gravitazionale delle componenti. In un campo gravitazionale determinato da un buco nero, infatti, le stelle si muoverebbero più rapidamente. Queste misurazioni, pur richiedendo molto tempo, sarebbero possibili utilizzando il telescopio spaziale Hubble.
Nonostante sia caratterizzato da un’estrema densità di stelle, M15 è per gli altri aspetti simile agli altri ammassi globulari che punteggiano lo spazio attorno alla nostra Galassia. Ciascun ammasso è come una galassia in miniatura, costituito da numerosissime stelle (da 100.000 a un milione) densamente raccolte in un globulo a simmetria sferica.
I più grandi e i più vicini a noi, compreso M15, sono visibili anche ad occhio nudo come deboli macchioline luminose. Gli ammassi globulari sono privi quasi del tutto di gas e polveri interstellari e le tracce di recenti formazioni stellari sono scarse. Gli astronomi ritengono che essi rappresentino i resti primordiali della formazione della Via Lattea e quindi sono dei laboratori ideali per lo studio dell’evoluzione stellare. Essi inoltre forniscono un mezzo per stimare il limite all’età dell’universo, indipendentemente dall’espansione dell’universo stesso.
Gli astronomi che hanno condotto le osservazioni guidati da Puragra Guhathakurta (UCO/Lick Observatory, UC Santa Cruz), sono: Brian Yanny (Fermi National Accelerator Laboratory), Donald Schneider (Pennsylvania State University), John Bahcall (Institute for Advanced Study, Princeton).