Gli ultimi istanti di una stella divorata da un buco nero

Una rara esplosione di luce, emessa da una stella mentre viene risucchiata da un buco nero supermassiccio, è stata individuata dagli scienziati che utilizzano telescopi di tutto il mondo.

Il fenomeno, noto come evento di interruzione mareale, è il più vicino bagliore del suo genere mai registrato, a soli 215 milioni di anni luce dalla Terra. È causato quando una stella passa troppo vicino a un buco nero e l’estrema attrazione gravitazionale dell’oggetto distrugge la stella in sottili flussi di materiale; un processo chiamato “spaghettificazione“. Durante questo processo parte del materiale cade nel buco nero, rilasciando un bagliore luminoso di energia che gli astronomi possono rilevare.

Gli eventi di interruzione mareale sono rari e non sempre facili da studiare perché di solito sono oscurati da una cortina di polvere e detriti. Un team internazionale di scienziati guidato dall’Università di Birmingham è stato in grado di studiare questo evento con dettagli senza precedenti perché è stato rilevato poco tempo dopo che la stella fosse squarciata.

Utilizzando il Very Large Telescope e il New Technology Telescope dell’European Southern Observatory (ESO), la rete globale di telescopi dell’Osservatorio Las Cumbres e Satellite Swift di Neil Gehrel, il team è stato in grado di monitorare il flare, chiamato AT2019qiz, per un periodo di sei mesi mentre diventava più luminoso, prima di svanire.

“L’idea di un buco nero che ‘risucchia’ una stella vicina sembra fantascienza. Ma questo è esattamente ciò che accade in un evento di interruzione mareale“, afferma l’autore principale, il dottor Matt Nicholl, docente e ricercatore della Royal Astronomical Society presso il Università di Birmingham. “Siamo stati in grado di indagare in dettaglio cosa succede quando una stella viene mangiata da un simile mostro“.

“Quando un buco nero divora una stella, può lanciare una potente esplosione di materiale verso l’esterno che ostruisce la nostra vista“, spiega Samantha Oates, dell’Università di Birmingham. “Questo accade perché l’energia rilasciata quando il buco nero mangia materiale stellare spinge i detriti della stella verso l’esterno“.

Nel caso di AT2019qiz, gli astronomi sono stati in grado di identificare il fenomeno abbastanza presto da osservare l’intero processo. Le rapide ed estese osservazioni alla luce ultravioletta, ottica, a raggi X e radio hanno rivelato, per la prima volta, una connessione diretta tra il materiale che fuoriesce dalla stella e il bagliore luminoso emesso mentre viene divorato dal buco nero.

“Le osservazioni hanno mostrato che la stella aveva all’incirca la stessa massa del nostro Sole e che ne ha perso circa la metà a causa del buco nero, che è oltre un milione di volte più massiccio“, ha detto Nicholl, un ricercatore in visita presso l’Università di Edimburgo.

“Poiché l’abbiamo individuato in anticipo, abbiamo potuto effettivamente vedere la cortina di polvere e detriti che si alzava mentre il buco nero lanciava un potente deflusso di materiale con velocità fino a 10.000 km/s“, ha spiegato Kate Alexander, della Northwestern University negli Stati Uniti. “Questa singolare ‘sbirciatina dietro le quinte’ ha fornito la prima opportunità di individuare l’origine del materiale oscurante e seguire in tempo reale come avvolge il buco nero“.

La ricerca aiuta gli astronomi a comprendere meglio i buchi neri supermassicci e come si comporta la materia negli ambienti di gravità estrema che li circondano. Il team afferma che AT2019qiz potrebbe persino agire come una “pietra di Rosetta” per interpretare le future osservazioni degli eventi di interruzione mareali. L’Extremely Large Telescope (ELT) dell’ESO, previsto per entrare in funzione in questo decennio, consentirà ai ricercatori di rilevare eventi di interruzione delle maree sempre più deboli e in rapida evoluzione, per risolvere ulteriori misteri della fisica dei buchi neri.

I risultati dello studio sono pubblicati negli avvisi mensili della Royal Astronomical Society.