Gli astronomi hanno condotto uno studio forense approfondito su una stella che è stata fatta a pezzi quando si è avventurata troppo vicino a un gigantesco buco nero e poi le sue parti interne sono state gettate nello spazio. L’Osservatorio a raggi X Chandra della NASA e XMM-Newton dell’ESA hanno studiato la quantità di azoto e carbonio vicino a un buco nero noto per aver distrutto una stella. Gli astronomi pensano che questi elementi siano stati creati all’interno della stella prima che questa venisse fatta a pezzi mentre si avvicinava al buco nero:
“Stiamo vedendo le viscere di quella che era una stella”, ha detto Jon Miller dell’Università del Michigan che ha condotto lo studio. “Gli elementi lasciati indietro sono indizi che possiamo seguire per capire che tipo di stella ha incontrato la sua fine”. Negli ultimi anni gli astronomi hanno trovato molti esempi di “ eventi di distruzione delle maree ”, in cui le forze gravitazionali di un enorme buco nero distruggono una stella. Ciò provoca un bagliore, spesso osservato nella luce ottica, ultravioletta e nei raggi X, poiché i detriti della stella vengono riscaldati. Questo evento, chiamato ASASSN-14li, si distingue per diversi motivi:
Al momento della scoperta, nel novembre 2014, si trattava della perturbazione mareale più vicina alla Terra (290 milioni di anni luce) scoperta in circa un decennio. A causa di questa vicinanza, ASASSN-14li ha fornito uno straordinario livello di dettaglio sulla stella distrutta. Il team di Miller ha applicato nuovi modelli teorici per effettuare stime migliori, rispetto al lavoro precedente, della quantità di azoto e carbonio attorno al buco nero. “Questi telescopi a raggi X possono essere utilizzati come strumenti forensi nello spazio“, ha affermato la coautrice Brenna Mockler del Carnegie Observatories e dell’Università della California, a Los Angeles. “La quantità relativa di azoto e carbonio che abbiamo trovato indica materiale proveniente dall’interno di una stella condannata che pesa circa tre volte la massa del Sole”. La stella in ASASSN-14li è quindi una delle più massicce – e forse la più massiccia – che gli astronomi abbiano mai visto dilaniata da un buco nero fino ad oggi.
“ASASSN-14li è entusiasmante perché una delle cose più difficili legate alle interruzioni mareali è riuscire a misurare la massa della stella sfortunata, come abbiamo fatto qui”, ha affermato il coautore Enrico Ramirez-Ruiz dell’Università della California, Santa Cruz. “Osservare la distruzione di una stella massiccia da parte di un buco nero supermassiccio è affascinante perché si prevede che le stelle più massicce siano significativamente meno comuni rispetto alle stelle di massa inferiore”. All’inizio di quest’anno, un altro team di astronomi ha segnalato l’evento “Scary Barbie” in cui hanno stimato che una stella con circa 14 volte la massa del Sole sia stata distrutta da un buco nero. Tuttavia, questa non è stata ancora confermata come una perturbazione mareale, con la stima della massa della stella basata principalmente sulla luminosità del bagliore, non su un’analisi dettagliata del materiale attorno al buco nero come nel caso di ASASSN-14li. Link video:
Un altro aspetto interessante del risultato ASASSN-14li è ciò che significa per gli studi futuri. Gli astronomi hanno visto stelle moderatamente massicce come ASASSN-14li nell’ammasso stellare che contiene il buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia. Pertanto, la capacità di stimare le masse stellari delle stelle disgregate dalle maree offre potenzialmente agli astronomi un modo per identificare la presenza di ammassi stellari attorno ai buchi neri supermassicci nelle galassie più distanti. Fino a questo studio c’era una forte possibilità che gli elementi osservati nei raggi X potessero provenire dal gas rilasciato in precedenti eruzioni dal buco nero supermassiccio. Lo schema degli elementi qui analizzati, tuttavia, sembra provenire da una singola stella. Un precedente lavoro pubblicato nel 2017 da Chenwie Yang dell’Università della Scienza e della Tecnologia di Hefei, in Cina, utilizzava dati ultravioletti provenienti dal telescopio spaziale Hubble della NASA per dimostrare che c’è una maggiore quantità di azoto rispetto al carbonio in ASASSN-14li, ma in una quantità inferiore rispetto a quella di Miller. trovato dal team utilizzando i dati dei raggi X. Questi autori scoprirono che la stella era solo più massiccia di 0,6 volte quella del Sole.
Il nuovo articolo è stato pubblicato nel numero del 20 agosto 2023 di The Astrophysical Journal Letters ed è disponibile qui. Gli altri autori dell’articolo, oltre a Miller, Mockler e Ramirez-Ruiz, sono Paul Draghis (Università del Michigan), Jeremy Drake (Center for Astrophysicals | Harvard & Smithsonian), John Raymond (CfA), Mark Reynolds (University del Michigan), Xin Xiang (Università del Michigan), Sol Bin Yun (Università del Michigan) e Abderahmen Zoghbi (Università del Maryland). Il Marshall Space Flight Center della NASA gestisce il programma Chandra. Il Chandra X-ray Center dello Smithsonian Astrophysical Observatory controlla le operazioni scientifiche da Cambridge, Massachusetts, e le operazioni di volo da Burlington, Massachusetts.
Maggiori informazioni dall’Osservatorio a raggi X Chandra della NASA.
Per ulteriori immagini, contenuti multimediali e materiali correlati di Chandra, visitare:
