Lo Show della Distruzione di una Stella

14 Giu 2018 Lo Show della Distruzione di una Stella

Per la prima volta gli astronomi hanno ripreso direttamente la formazione e l’espansione di un velocissimo getto di materiale espulso quando la possente stretta gravitazionale di un buco nero supermassiccio ha distrutto una stella incauta che si è avvicinata troppo. Gli scienziati hanno osservato l’evento con telescopi nel radio e nell’infrarosso, tra cui il Very Long Baseline Array (VLBA), in una coppia di galassie in collisione chiamata Arp 299, a quasi 150 milioni di anni luce dalla Terra. Nel cuore di una delle galassie un buco nero di 20 milioni di masse solari ha divorato una stella con massa oltre due volte quella solare, mettendo in moto una serie di eventi che hanno rivelato dettagli importanti sul violento incontro.

Evoluzione del getto Credit: Mattila, Perez-Torres, et al.; Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF

Nel corso di un evento di distruzione mareale il materiale strappato via alla stella distrutta forma un disco in rotazione attorno al buco nero, che emette intensa radiazione elettromagnetica e provoca il lancio di getti verso l’esterno a velocità prossime a quella della luce. “Non eravamo mai stati in grado prima di osservare direttamente la formazione e l’evoluzione di un getto conseguente uno di questi eventi”, afferma Miguel Perez-Torres dell’Istituto di Astrofisica di Andalusia a Granada, Spagna. Mattila e Perez-Torres hanno guidato un team di 36 scienziati da 26 istituzioni nel mondo per realizzare le osservazione di Arp 299. Le scoperte sono state pubblicate su Science.

Il 30 Gennaio 2005 gli astronomi, utilizzando il William Herschel Telescope alle Canarie, avevano scoperto un brillante lampo di emissione infrarossa proveniente dal nucleo di una delle galassie in collisione nel sistema Arp 299. Le osservazioni erano svolte nell’ambito di un progetto per individuare esplosioni di supernova nella coppia galattica, considerata una “fattoria di supernove”. In seguito, il 17 Luglio 2005, il VLBA ha rivelato una nuova, distinta sorgente di emissione radio proveniente dalla stessa posizione. “Col passare del tempo, il nuovo oggetto rimaneva brillante nell’infrarosso e nel radio, ma non in luce visibile e nei raggi X”, ha detto Seppo Mattila, dell’University of Turku in Finlandia. “La spiegazione più probabile è che gas interstellare e polvere spessa vicino al centro galattico abbiano assorbito la luce visibile e i raggi X, poi l’abbiano re-irradiata nell’infrarosso”. I ricercatori hanno utilizzato il Nordic Optical Telescope alle Canarie e il telescopio spaziale Spitzer per seguire l’emissione infrarossa della sorgente.

Osservazioni continuate nel corso di quasi un decennio con il VLBA, l’European VLBI Network (EVN) e altri radiotelescopi hanno mostrato che la sorgente dell’emissione radio si stava espandendo in una direzione, come avviene nel caso di un getto. L’espansione misurata ha rivelato che il materiale nel getto si è mosso a un quarto della velocità della luce. Le onde radio non sono state assorbite nel nucleo della galassia, ma hanno trovato via libera per raggiungere la Terra. La paziente raccolta e l’analisi di dati ad alta risoluzione ha permesso agli scienziati di scoprire la natura del getto.

In gran parte delle galassie si annidano buchi neri supermassicci. “La maggior parte delle volte, tuttavia, i buchi neri supermassicci non stanno divorando attivamente materia, ma si trovano in uno stato quieto”, spiega Perez-Torres. “Gli eventi di distruzione mareale possono fornirci un’opportunità unica per progredire nella nostra comprensione della formazione e dell’evoluzione dei getti nelle vicinanze di questi oggetti estremi”. Eventi come questo, in cui una stella è condannata ad essere divorata da un buco nero, potrebbero essere stati molto più comuni nell’universo più remoto, quindi studiarli può aiutare gli scienziati a comprendere l’ambiente in cui si sono sviluppate le galassie miliardi di anni fa.
[ Barbara Bubbi ]

Nell’immagine rappresentazione artistica di un evento di distruzione mareale
Credit: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF

https://phys.org/news/2018-06-astronomers-distant-eruption-black-hole.html

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