Quando un buco nero supermassivo consuma una stella, non la inghiotte semplicemente interamente. La distrugge, strappandola pezzo dopo pezzo prima di consumare i resti. Si tratta di un processo caotico noto come evento di distruzione mareale (TDE). Gli astronomi occasionalmente riescono a intravedere i TDE, e uno recente ha contribuito a risolvere un mistero riguardo a un tipo di sorgente X-ray transitoria.
Conosciuti come eruzioni quasi-periodiche (QPE), si tratta di raggi X morbidi che emanano dai centri delle galassie ogni poche ore o settimane. Le QPE sono rare, quindi sono difficili da studiare, e non siamo certi di cosa le provochi. Un’ipotesi è che siano generate da una grande stella o da un buco nero stellare che orbita attorno al buco nero supermassivo in modo tale che la sua orbita intersechi il disco di accrescimento del buco nero supermassivo. Ogni volta che l’oggetto più piccolo attraversa il disco, provoca il rilascio di raggi X da parte del plasma surriscaldato. Abbiamo osservato un effetto simile con i blazar, ad esempio.
Data la breve periodicità delle QPE, l’oggetto compagno dovrebbe orbitare molto vicino al buco nero, appena al limite di una distanza di orbita stabile. E quando inizia a intersecare il materiale del disco di accrescimento, la sua orbita si deteriorerà in un breve intervallo di tempo cosmico. Questo spiegherebbe perché le QPE siano così rare. Ma per dimostrare questo modello, gli astronomi avrebbero bisogno di osservare questo fenomeno in tempo reale, ed è precisamente ciò che un team di astronomi ha recentemente realizzato. I risultati verranno pubblicati su Nature entro la fine di questo mese.
AT2019qiz visto in raggi X e luce ottica. Credito: Raggi X: NASA/CXC/Queen’s Univ. Belfast/M. Nicholl et al.; Ottico/IR: PanSTARRS, NSF/Legacy Survey/SDSS
La storia inizia con un’osservazione da parte del Zwicky Transient Facility nel 2019. Il ZTF ha catturato un flare ottico che aveva tutte le caratteristiche di un evento di distruzione mareale. È diventato noto come TDE AT2019qiz. Secondo i modelli dei buchi neri, quando una stella viene distrutta, gran parte del materiale forma un disco di accrescimento attorno al buco nero nel giro di pochi anni. Questo creerebbe condizioni ideali per le QPE se ci fosse un oggetto compagno vicino. Così il team ha puntato l’Osservatorio a raggi X Chandra su AT2019qiz di tanto in tanto, sperando di catturare un’eruzione quasi-periodica. E infatti, nel 2023, il team ha iniziato a osservare lampi di raggi X eruttare circa ogni 48 ore. Le osservazioni dai telescopi Swift e AstroSAT hanno ulteriormente confermato il risultato.
Non si sa se l’oggetto compagno sia una stella o un piccolo buco nero, e il team vorrebbe catturare più QPE che si verificano dopo eventi di distruzione mareale noti, ma questo risultato iniziale è piuttosto chiaro.
Riferimento: Nicholl, M., et al. “Eruzioni X-ray quasi-periodiche anni dopo un evento di distruzione mareale vicino.” arXiv preprint arXiv:2409.02181 (2024).
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