Incidente Quasi Mortale con un Buco Nero

24 Apr 2020 Incidente Quasi Mortale con un Buco Nero

Una stella gigante rossa si avvicina pericolosamente a un buco nero con massa 40.000 volte quella solare, tanto da vedersi strappare via gli strati gassosi esterni. Nonostante il devastante incontro ravvicinato, il nucleo stellare è sopravvissuto e continua ad orbitare attorno all’oscuro oggetto, soltanto per essere divorato molto lentamente. È l’insolito scenario scoperto dagli astronomi nel cuore della galassia GSN 069, situata a circa 250 milioni di anni luce di distanza da noi.

La straordinaria accoppiata è stata scoperta grazie ai dati dell’osservatorio a raggi X Chandra e del telescopio XMM-Newton dell’ESA. Quando la nana bianca è stata catturata dalla stretta gravitazionale del buco nero, il temibile divoratore cosmico ha strappato via gli strati esterni della stella contenenti idrogeno, trascinandoli nelle sue fauci e riducendo la stella a un nucleo compatto, una densa nana bianca. “In base alla mia interpretazione dei dati in banda X, la nana bianca è sopravvissuta, ma non è riuscita a sfuggire”, spiega Andrew King dell’University of Leicester, che ha realizzato lo studio. “Ora è rimasta catturata in un’orbita ellittica attorno al buco nero, compiendo un giro completo ogni nove ore, più o meno”. Ogni volta che la nana bianca raggiunge il punto dell’orbita più vicino al buco nero (arrivando fino ad una distanza non oltre 15 volte il raggio dell’orizzonte degli eventi), il buco nero sottrae materiale alla povera stella. I detriti stellari entrano a far parte di un disco che circonda il temibile oggetto ed emettono lampi di raggi X che possono essere rilevati da telescopi come Chandra e XMM-Newton.

Secondo King, inoltre, durante la danza ravvicinata dei due oggetti vengono emesse onde gravitazionali. L’effetto combinato dell’emissione di onde gravitazionali e della variazione in dimensione della stella, man mano che perde massa, dovrebbe far sì che l’orbita diventi più circolare e più larga. Il tasso di massa che va perduta dalla stella diminuisce, via via che aumenta la distanza tra la nana bianca e il buco nero. “La stella cercherà di sfuggire al suo destino, ma non c’è scampo. Il buco nero la divorerà sempre più lentamente, ma non smetterà di cibarsi”, afferma King. “In linea di massima questa perdita di massa dovrebbe continuare fino a che la nana bianca non si ridurrà a una perfino inferiore a quella di Giove, nel giro di centinaia di miliardi di anni. È davvero un modo estremamente lento e contorto perché l’Universo crei un pianeta!”.

Gli astronomi hanno scoperto molte stelle che sono andate incontro a una completa distruzione dopo essersi avvicinate troppo a un buco nero, ma sono ben pochi i casi riportati di incidenti mortali sfiorati, in cui la stella probabilmente è sopravvissuta. Incontri radenti come questo potrebbero essere più comuni rispetto alle collisioni dirette, ma potrebbero essere difficili da individuare per una serie di ragioni. In primo luogo, le stelle coinvolte devono essere massicce e sopravvivere a lungo per completare orbite attorno a un buco nero, in modo che gli astronomi possano rilevare ripetuti lampi in banda X. Inoltre i buchi neri giganti, molto più massicci di quello che si annida nella galassia GSN 069, solitamente divorano del tutto una stella, piuttosto che indurla a percorrere orbite in cui è costretta a perdere ripetutamente massa.

“In termini astronomici, questo evento è visibile con i nostri attuali telescopi soltanto per un tempo ridotto, diciamo per duemila anni”, afferma King. “Pertanto, anche se siamo stati straordinariamente fortunati ad aver catturato questo evento, potrebbero essercene molti altri che non riusciamo a individuare. Simili incontri devastanti potrebbero rappresentare uno dei vari meccanismi per cui i buchi neri di queste dimensioni riescono a crescere”. Secondo King la massa della nana bianca è pari ad appena due decimi di masse solari. Se la nana bianca è il nucleo residuo di una stella gigante che ha perso completamente i suoi strati esterni di idrogeno, dovrebbe essere ricca di elio, creato dalla fusione di atomi di idrogeno nel cuore della gigante rossa. “È straordinario pensare che possiamo dedurre l’orbita, la massa e la composizione di una piccola stella distante 250 milioni di anni luce da noi”. Lo studio è riportato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Nell’immagine rappresentazione artistica del buco nero e della nana bianca
Credit: X-ray: NASA/CXO/CSIC-INTA/G.Miniutti et al.; Illustration: NASA/CXC/M. Weiss

https://chandra.harvard.edu/press/20_releases/press_042320.html

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