Guarda il concetto di un artista che rappresenta un buco nero che distrugge una stella e i detriti risultanti che colpiscono una seconda stella.
Nel 2019, un buco nero ha fatto a pezzi una stella. I resti della stella hanno creato un disco di detriti in espansione attorno al buco nero. Dopo alcuni anni, il disco di detriti si è espanso nella vicinanza di un’altra stella che in precedenza era fuori dalla portata del buco nero. Ora il disco di detriti del buco nero sta colpendo la stella, emettendo lampi di raggi X ogni 48 ore.
L’Osservatorio Chandra X-Ray ha pubblicato questo articolo originale il 9 ottobre 2024. Modifiche di EarthSky.
Un buco nero distrugge una stella e ne attacca un’altra
Un enorme buco nero ha ridotto in pezzi una stella e ora sta usando quel relitto stellare per colpire un’altra stella o un buco nero di dimensioni stellari che prima era al sicuro. L’Osservatorio Chandra, il Telescopio Spaziale Hubble, NICER (Neutron Star Interior Composition Explorer), Neil Gehrels Swift Observatory e altri telescopi hanno fatto questa scoperta. Questa scoperta aiuta gli astronomi a collegare due misteri di cui in precedenza si era avuta solo una vaga idea di connessione. Nel 2019, gli astronomi hanno osservato il segnale di una stella che si era avvicinata troppo a un buco nero e che è stata distrutta dalle forze gravitazionali di quest’ultimo. Una volta distrutta, i resti della stella formano un disco che orbita attorno al buco nero, simile a un tipo di cimitero stellare.
Tuttavia, nel corso di alcuni anni, questo disco si è espanso verso l’esterno ed è ora direttamente nel percorso di un’altra stella, o forse di un buco nero di massa stellare, che orbita attorno al buco nero massiccio a una distanza precedentemente sicura. Questa stella in orbita sta ora frequentemente attraversando il disco di detriti, circa una volta ogni 48 ore, mentre orbita. Chandra ha catturato i lampi di raggi X causati da queste collisioni.
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Disco di detriti del buco nero
Matt Nicholl dell’Università di Queen’s a Belfast, Regno Unito, è il primo autore dello studio pubblicato nell’attuale numero di Nature. L’articolo sul buco nero – datato 9 ottobre 2024 – è disponibile su arXiv. Nicholl ha dichiarato:
Immagina un subacqueo che entra ripetutamente in una piscina e crea uno spruzzo ogni volta che tocca l’acqua. La stella in questo confronto è come il subacqueo e il disco è la piscina, e ogni volta che la stella colpisce la superficie crea un grande ‘splash’ di gas e raggi X. Mentre la stella orbita attorno al buco nero, lo fa ripetutamente.
Eruzioni quasi periodiche
Gli scienziati hanno documentato molti casi in cui un oggetto si avvicina troppo a un buco nero e viene distrutto in un singolo lampo di luce. Gli astronomi chiamano questi eventi “eventi di distruzione mareale”. Negli ultimi anni, gli astronomi hanno anche scoperto una nuova classe di lampi brillanti dai centri delle galassie, che hanno rilevato solo in raggi X e che si ripetono molte volte. Questi eventi sono anche collegati a buchi neri supermassicci, ma gli astronomi non erano in grado di spiegare cosa causasse i lampi semicircolari di raggi X. Hanno soprannominato queste “eruzioni quasi periodiche”.
Il co-autore Dheeraj Pasham del Massachusetts Institute of Technology ha affermato:
Ci sono state fervide speculazioni che questi fenomeni fossero connessi, e ora abbiamo scoperto la prova che lo sono. È come ottenere un colpo cosmico due per uno in termini di risoluzione di misteri.
Scopri AT2019qiz
Il Zwicky Transient Facility – un telescopio ottico a campo largo presso l’Osservatorio di Palomar – ha scoperto per la prima volta questo evento di distruzione mareale nel 2019. Gli astronomi ora lo hanno denominato AT2019qiz. Nel 2023, gli astronomi hanno usato sia Chandra che Hubble per studiare i detriti rimasti dopo la fine della distruzione mareale.
Chandra ha ottenuto dati durante tre osservazioni diverse, ciascuna separata da circa quattro o cinque ore. L’esposizione totale di circa 14 ore di tempo Chandra ha mostrato solo un segnale debole nella prima e nell’ultima registrazione, ma un segnale molto forte nella registrazione centrale.
Da lì Nicholl e i suoi colleghi hanno utilizzato NICER per esaminare frequentemente AT2019qiz per lampi di raggi X ripetuti. I dati di NICER hanno mostrato che AT2019qiz erutta circa ogni 48 ore. Le osservazioni di Swift e del telescopio AstroSat dell’India hanno confermato la scoperta.
Questa impressione artistica mostra le conseguenze di un buco nero supermassiccio che distrugge una stella. Le forze mareali del buco nero hanno strappato la stella quando si è avvicinata troppo. Alcuni dei gas della stella (rossi) orbitano attorno e cadono nel buco nero. Il vento disperde una porzione di gas (blu). Due telescopi a raggi X hanno analizzato gli elementi contenuti in questo vento e hanno concluso che la stella probabilmente aveva circa 3 volte la massa del sole prima di incontrare la sua fine. Immagine via NASA/ CXC/ Queen’s Univ. Belfast/ M. Nicholl et al. (X-ray); PanSTARRS, NSF/ Legacy Survey/ SDSS (Ottico/infrarosso); Illustrazione: Soheb Mandhai/ The Astro Phoenix; Elaborazione dell’immagine: NASA/ CXC/ SAO/ N. Wolk.
Una pausa tra distruzione e eruzione
Gli scienziati hanno ottenuto dati ultravioletti da Hubble nello stesso momento delle osservazioni di Chandra. Questi dati hanno permesso agli scienziati di determinare la dimensione del disco attorno al buco nero supermassiccio. Hanno scoperto che il disco era diventato abbastanza grande da far sì che qualsiasi oggetto in orbita attorno al buco nero con un periodo di circa una settimana o meno, potesse collidere con il disco e causare eruzioni.
Il co-autore Andrew Mummery dell’Università di Oxford ha dichiarato:
Questo è un grande progresso nella nostra comprensione dell’origine di queste eruzioni regolari. Ora realizziamo che dobbiamo aspettare alcuni anni affinché le eruzioni si ‘accendano’ dopo che una stella è stata distrutta perché ci vuole del tempo affinché il disco si espanda a sufficienza da incontrare un’altra stella.
Questo risultato ha implicazioni per la ricerca di ulteriori eruzioni quasi periodiche associate a distruzioni mareali. Trovare di più di questi eventi consentirebbe agli astronomi di misurare la prevalenza e le distanze di oggetti in orbita ravvicinata attorno a buchi neri supermassicci. Alcuni di questi potrebbero essere ottimi obiettivi per i futuri osservatori gravitazionali programmati. Le missioni della NASA fanno parte di una rete mondiale in crescita di missioni con capacità diverse ma complementari, che osservano cambiamenti come questi per risolvere i misteri su come funziona l’universo.
In conclusione: Gli astronomi hanno scoperto che un buco nero ha fatto a pezzi una stella e ora, qualche anno dopo, il disco di detriti della stella sta colpendo un’altra stella vicina al buco nero. Ogni volta che questa seconda stella viene colpita da un’onda di detriti, emette un lampo in raggi X.
Fonte: Eruzioni X quasi periodiche anni dopo un evento di distruzione mareale vicina
Via Osservatorio Chandra X-Ray
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