Diversi telescopi della NASA hanno recentemente osservato un enorme buco nero che faceva a pezzi una stella sfortunata che si avvicinava troppo. Situato a circa 250 milioni di anni luce dalla Terra, al centro di un’altra galassia, è stato il quinto esempio più vicino di un buco nero che distrugge una stella mai osservato:

Una volta che la stella è stata completamente rotta dalla gravità del buco nero, gli astronomi hanno visto un drammatico aumento della luce dei raggi X ad alta energia attorno al buco nero. Ciò indicava che mentre il materiale stellare veniva trascinato verso il suo destino, formava una struttura estremamente calda sopra il buco nero chiamata corona. Il satellite NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescopic Array) della NASA è il telescopio spaziale più sensibile in grado di osservare queste lunghezze d’onda della luce e la vicinanza dell’evento ha fornito una visione senza precedenti della formazione e dell’evoluzione della corona, secondo un nuovo studio pubblicato sull’Astrophysical Journal.

Il lavoro dimostra come la distruzione di una stella da parte di un buco nero – un processo formalmente noto come evento di interruzione delle maree – potrebbe essere utilizzata per capire meglio cosa succede al materiale catturato da uno di questi colossi prima che sia completamente divorato. La maggior parte dei buchi neri che gli scienziati possono studiare sono circondati da gas caldo che si è accumulato nel corso di molti anni, a volte millenni, e ha formato dischi larghi miliardi di miglia. In alcuni casi, questi dischi brillano più luminosi di intere galassie. Anche intorno a queste sorgenti luminose, ma soprattutto attorno a buchi neri molto meno attivi, spicca una singola stella che viene fatta a pezzi e consumata. E dall’inizio alla fine, il processo spesso richiede solo poche settimane o mesi. L’osservabilità e la breve durata degli eventi di interruzione delle maree li rendono particolarmente attraenti per gli astronomi, che possono capire come la gravità del buco nero manipola il materiale attorno ad esso, creando incredibili spettacoli di luce e nuove caratteristiche fisiche.

“Gli eventi di interruzione delle maree sono una sorta di laboratorio cosmico“, ha affermato il coautore dello studio Suvi Gezari, astronomo dello Space Telescope Science Institute di Baltimora. “Sono la nostra finestra sull’alimentazione in tempo reale di un enorme buco nero in agguato al centro di una galassia”.

Un segnale sorprendente:

Il focus del nuovo studio è un evento chiamato AT2021ehb, che ha avuto luogo in una galassia con un buco nero centrale circa 10 milioni di volte la massa del nostro Sole (circa la differenza tra una palla da bowling e il Titanic). Durante questo evento di interruzione della marea, il lato della stella più vicino al buco nero è stato tirato più forte del lato opposto della stella, allungando l’intera cosa e lasciando nient’altro che un lungo spaghetto di gas caldo.

Gli scienziati pensano che il flusso di gas venga frustato attorno a un buco nero durante tali eventi, scontrandosi con se stesso. Si pensa che questo crei onde d’urto e flussi di gas verso l’esterno che generano luce visibile, nonché lunghezze d’onda non visibili all’occhio umano, come la luce ultravioletta e i raggi X. Il materiale inizia quindi a depositarsi in un disco che ruota attorno al buco nero come l’acqua che circonda uno scarico, con attrito che genera raggi X a bassa energia. Nel caso di AT2021ehb, questa serie di eventi si è svolta in soli 100 giorni.

L’evento è stato individuato per la prima volta il 1 marzo 2021 dalla Zwicky Transient Facility (ZTF), situata presso l’Osservatorio Palomar nel sud della California. Successivamente è stato studiato dal Neil Gehrels Swift Observatory della NASA e dal telescopio Neutron star Interior Composition Explorer (NICER) (che osserva lunghezze d’onda dei raggi X più lunghe di Swift).   Quindi, circa 300 giorni dopo che l’evento è stato individuato per la prima volta, il NuSTAR della NASA ha iniziato a osservare il sistema. Gli scienziati sono rimasti sorpresi quando NuSTAR ha rilevato una corona – una nuvola di plasma caldo, o atomi di gas con i loro elettroni strappati via – poiché le corone di solito appaiono con getti di gas che scorrono in direzioni opposte da un buco nero. Tuttavia, con l’evento di marea AT2021ehb, non ci sono stati getti, il che ha reso inaspettata l’osservazione della corona. Le corone emettono raggi X ad alta energia rispetto a qualsiasi altra parte di un buco nero, ma gli scienziati non sanno da dove provenga il plasma o esattamente come diventi così caldo.

“Non abbiamo mai visto un evento di interruzione delle maree con emissione di raggi X come questo senza la presenza di un jet, e questo è davvero spettacolare perché significa che possiamo potenzialmente districare ciò che causa i jet e ciò che causa le coronae”, ha detto Yuhan Yao, uno studente laureato presso Caltech a Pasadena, in California, e autore principale del nuovo studio. “Le nostre osservazioni di AT2021ehb sono in accordo con l’idea che i campi magnetici abbiano qualcosa a che fare con il modo in cui si forma la corona, e vogliamo sapere cosa sta causando che quel campo magnetico diventi così forte”.

Yao sta anche conducendo uno sforzo per cercare altri eventi di interruzione delle maree identificati da ZTF e per poi osservarli con telescopi come Swift, NICER e NuSTAR. Ogni nuova osservazione offre il potenziale per nuove intuizioni o opportunità per confermare ciò che è stato osservato in AT2021ehb e altri eventi di interruzione delle maree. “Vogliamo trovarne il maggior numero possibile”, ha detto Yao.

Maggiori informazioni sulla missione:

Una missione Small Explorer guidata dal Caltech e gestita dal Jet Propulsion Laboratory della NASA nel sud della California per il Science Mission Directorate dell’agenzia a Washington, NuSTAR è stata sviluppata in collaborazione con la Danish Technical University e l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI). Il veicolo spaziale è stato costruito da Orbital Sciences Corp. a Dulles, in Virginia. Il centro operativo della missione di NuSTAR si trova presso l’Università della California, Berkeley, e l’archivio dati ufficiale si trova presso il Centro di ricerca sull’archivio scientifico di astrofisica ad alta energia della NASA presso il Goddard Space Flight Center della NASA. L’ASI fornisce la stazione di terra della missione e un archivio dati speculare. Caltech gestisce JPL per la NASA. Link video:

Per ulteriori informazioni sulla missione NuSTAR, visitare: https://www.nustar.caltech.edu/

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Fonte: https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-gets-unusually-close-glimpse-of-black-hole-snacking-on-star