Questo buco nero ha divorato una stella anni fa. Ora è “ruttato” qualcosa: ScienceAlert

Previsti originariamente dalla Teoria della Relatività Generale di Einstein, i buchi neri sono l’oggetto più estremo nell’Universo conosciuto.

Questi oggetti si formano quando le stelle raggiungono la fine del loro ciclo di vita, soffiano via i loro strati esterni e sono così potenti gravitazionalmente che nulla (nemmeno la luce) può sfuggire alle loro superfici.

Sono anche interessanti perché consentono agli astronomi di osservare le leggi della fisica nelle condizioni più estreme. Periodicamente, questi colossi gravitazionali divoreranno stelle e altri oggetti nelle loro vicinanze, rilasciando enormi quantità di luce e radiazioni.

Nell’ottobre 2018, gli astronomi hanno assistito a uno di questi eventi osservando un buco nero in una galassia situata a 665 milioni di anni luce dalla Terra.

Mentre gli astronomi hanno già assistito a eventi come questo, un altro team dell’Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics ha notato qualcosa di senza precedenti quando ha esaminato lo stesso buco nero tre anni dopo.

Come hanno spiegato in un recente studio, il buco nero brillava molto brillantemente perché stava espellendo (o “ruttando”) il materiale residuo dalla stella a metà della velocità della luce. Le loro scoperte potrebbero fornire nuovi indizi su come i buchi neri si nutrono e crescono nel tempo.

Il team era guidato da Yvette Cendes, una ricercatrice associata al CfA, a cui si è unito un team internazionale di ricercatori dell’Organizzazione per la ricerca scientifica e industriale del Commonwealth (CSIRO), il Centro per l’esplorazione interdisciplinare e la ricerca in astrofisica (CIERA), il Space Telescope Science Institute (STScI), Columbia Astrophysics Laboratory, Center for Computational Astrophysics del Flatiron Institute, UC Berkeley, Radboud University (Paesi Bassi) e York University di Toronto.

Il documento che descrive le loro scoperte è apparso di recente nel Giornale astrofisico.

Come hanno affermato nel loro articolo, il team ha osservato l’esplosione durante la revisione dei dati sugli eventi di interruzione delle maree (TDE) che hanno avuto luogo negli ultimi anni.

Questi si verificano quando le stelle passano troppo vicino ai buchi neri e vengono separate durante più passaggi, un processo noto come “spaghettificazione” a causa del modo in cui le stelle vengono strappate in fili.

Nel 2018, il TDE in questione (soprannominato AT2018hyz) è stato osservato dagli astronomi della Ohio State University nell’ambito dell’All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN).

Poco dopo, un team internazionale ha esaminato AT2018hyz nelle lunghezze d’onda del visibile e dell’ultravioletto utilizzando l’All-Sky Automated Survey for Supernovae, il Fred Lawrence Whipple Observatory e l’UV-Optical Telescope (UVOT) sull’Osservatorio Neil Gehrels Swift.

Questo team è stato guidato da Sebastian Gomez, un borsista post-dottorato presso lo Space Telescope Science Institute e coautore del nuovo documento. Come ha spiegato, il TDE era “irrilevante” all’epoca.

Nel giugno del 2021, Cendes e i suoi colleghi lo hanno esaminato di nuovo utilizzando i dati radio del Very Large Array (VLA) nel New Mexico. Con loro sorpresa, hanno notato che il buco nero si era misteriosamente rianimato. Come spiega Cendes in un comunicato stampa del CfA:

“Questo ci ha colto completamente di sorpresa: nessuno aveva mai visto niente di simile prima.

Abbiamo richiesto il tempo discrezionale del direttore su più telescopi, ovvero quando trovi qualcosa di così inaspettato che non vedi l’ora che il normale ciclo di proposte di telescopi lo osservi. Tutte le domande sono state immediatamente accolte”.

Il team ha quindi condotto osservazioni di follow-up di AT2018hyz con più telescopi e in più lunghezze d’onda. Ciò includeva le osservazioni radio effettuate con il VLA, l’Atacama Large Millimeter-submillimeter Array (ALMA) Observatory in Cile, il MeerKAT in Sud Africa e l’Australian Telescope Compact Array in Australia.

Questi sono stati combinati con i dati di raggi X e raggi gamma ottenuti dall’Osservatorio a raggi X Chandra e dall’Osservatorio Swift di Neil Gehrels (rispettivamente).

Secondo Edo Berger, professore di astronomia all’Università di Harvard e al CfA e coautore del nuovo studio, le osservazioni radio del TDE si sono rivelate le più sorprendenti:

“Studiamo i TDE con i radiotelescopi da più di un decennio e a volte scopriamo che brillano nelle onde radio mentre espellono materiale mentre la stella viene consumata per la prima volta dal buco nero.

Ma in AT2018hyz c’era silenzio radio per i primi tre anni, e ora è drammaticamente illuminato per diventare uno dei TDE più radioluminosi mai osservati”.

Il team ha concluso che ciò è dovuto al fatto che il buco nero ha espulso materiale residuo dalla stella a velocità relativistiche (una frazione della velocità della luce).

Questa è la prima volta che gli astronomi osservano un fenomeno del genere e il team non è sicuro del motivo per cui il deflusso è stato ritardato di diversi anni.

I TDE sono noti per emettere luce quando si verificano poiché il materiale spaghettificato dalla stella si allunga attorno al buco nero e si riscalda, creando un lampo che gli astronomi possono vedere a milioni di anni luce di distanza.

In alcuni casi, il materiale spaghettificato verrà rigettato nello spazio, cosa che gli astronomi paragonano ai buchi neri come “mangiatori disordinati”. Tuttavia, le emissioni di deflusso normalmente si sviluppano rapidamente dopo il verificarsi di un TDE e non anni dopo.

In breve, ha detto Cendes, è come se questo buco nero avesse iniziato all’improvviso a eruttare un mucchio di materiale stellare che ha mangiato anni fa.

Inoltre, questi “rutti” erano estremamente energetici, con il materiale espulso che raggiungeva velocità fino al 50 percento della velocità della luce, circa cinque volte quella osservata dagli astronomi con altri TDE. Ha detto Berger:

“Questa è la prima volta che assistiamo a un ritardo così lungo tra l’alimentazione e il deflusso. Il passo successivo è esplorare se ciò avvenga effettivamente più regolarmente e semplicemente non abbiamo osservato i TDE abbastanza tardi nella loro evoluzione”.

Questi risultati, insieme alle osservazioni di eventi simili, aiuteranno gli astronomi a comprendere meglio il comportamento di alimentazione dei buchi neri. Questo, a sua volta, potrebbe fornire informazioni su come crescono ed evolvono nel tempo e sul loro ruolo nell’evoluzione galattica.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato da Universe Today. Leggi l’articolo originale.

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