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Questo buco nero ha ingoiato una stella anni fa. Ora sta “ruttando” qualcosa da: ScienceAlert

Originariamente previsti dalla teoria della relatività generale di Einstein, i buchi neri sono gli oggetti più estremi dell’universo conosciuto.

Formatisi quando le stelle raggiungono la fine del loro ciclo di vita, questi oggetti soffiano via dai loro strati esterni e sono così forti gravitazionalmente che nulla (nemmeno la luce) può lasciare la loro superficie.

Sono anche interessanti perché consentono agli astronomi di osservare le leggi della fisica nelle condizioni più estreme. Periodicamente, questi mostri gravitazionali divorano stelle e altri oggetti vicini, rilasciando enormi quantità di luce e radiazioni nel processo.

Nell’ottobre 2018, gli astronomi hanno assistito a uno di questi eventi osservando un buco nero in una galassia a 665 milioni di anni luce dalla Terra.

Mentre gli astronomi hanno già assistito a tali eventi in precedenza, un altro team dell’Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics ha notato qualcosa di senza precedenti durante lo studio dello stesso buco nero tre anni dopo.

Come hanno spiegato in un recente studio, il buco nero brillava molto brillantemente perché stava espellendo (o “ruttando”) il materiale residuo dalla stella a metà della velocità della luce. Le loro scoperte potrebbero fornire nuovi indizi su come i buchi neri si nutrono e crescono nel tempo.

Il team era guidato da Yvette Cendes, un ricercatore associato del CfA, guidato da un team internazionale di ricercatori dell’Organizzazione per la ricerca scientifica e industriale del Commonwealth (CSIRO), il Centro per l’esplorazione interdisciplinare e la ricerca in astrofisica (CIERA), il telescopio spaziale Science Institute (STScI), Columbia Astrophysics Laboratory, Center for Computational Astrophysics del Flatiron Institute, UC Berkeley, Radboud University (Paesi Bassi) e York University di Toronto.

Il documento che descrive le loro scoperte è apparso di recente nel Giornale astrofisico.

Come hanno notato nel loro articolo, il team ha monitorato l’eruzione mentre esaminava i dati sugli eventi di disturbo delle maree (TDE) degli ultimi anni.

Questi si verificano quando le stelle passano troppo vicino ai buchi neri e vengono separate in più passaggi, un processo noto come “spaghettificazione” poiché le stelle vengono trascinate in filamenti.

Nel 2018, il TDE in questione (soprannominato AT2018hyz) è stato osservato dagli astronomi della Ohio State University nell’ambito dell’All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN).

Poco dopo, un team internazionale ha studiato AT2018hyz nelle lunghezze d’onda del visibile e dell’ultravioletto utilizzando l’All-Sky Automated Survey for Supernovae, il Fred Lawrence Whipple Observatory e l’UV-Optical Telescope (UVOT) presso lo Swift Observatory di Neil Gehrel.

Quella squadra era guidata da Sebastian Gomez, un borsista post-dottorato presso lo Space Telescope Science Institute e coautore del nuovo articolo. Come ha spiegato, il TDE era “irrilevante” all’epoca.

Nel giugno 2021, Cendes e i suoi colleghi lo hanno studiato di nuovo utilizzando i dati radio del Very Large Array (VLA) nel New Mexico. Con loro sorpresa, hanno scoperto che il buco nero era stato misteriosamente rianimato. Come spiega Cendes in un comunicato stampa del CfA:

“Ci ha colto completamente di sorpresa: nessuno aveva mai visto niente di simile prima.

Abbiamo richiesto la discrezione del direttore per diversi telescopi. Ciò significa che quando trovi qualcosa di così inaspettato, non puoi aspettare che il normale ciclo di proposte di telescopi lo osservi. Tutte le domande sono state immediatamente accolte”.

Il team ha quindi eseguito osservazioni di follow-up di AT2018hyz utilizzando più telescopi e a più lunghezze d’onda. Questi includevano osservazioni radio con il VLA, l’Atacama Large Millimeter-submillimeter Array (ALMA) Observatory in Cile, MeerKAT in Sud Africa e Australian Telescope Compact Array in Australia.

Questi sono stati combinati con i dati di raggi X e raggi gamma ottenuti rispettivamente dall’Osservatorio a raggi X Chandra e dall’Osservatorio Swift di Neil Gehrel.

Secondo Edo Berger, professore di astronomia all’Università di Harvard e al CfA e coautore del nuovo studio, le osservazioni radio del TDE si sono rivelate le più sorprendenti:

“Studiamo i TDE con i radiotelescopi da più di un decennio e a volte scopriamo che si illuminano nelle onde radio mentre emettono materiale quando la stella viene consumata per la prima volta dal buco nero.

Ma AT2018hyz è stato silenzioso alla radio per i primi tre anni, e ora si è illuminato in modo drammatico, diventando uno dei TDE più luminosi mai osservati.

Il team ha concluso che ciò è dovuto al fatto che il buco nero espelle materiale residuo dalla stella a velocità relativistica (una frazione della velocità della luce).

Questa è la prima volta che gli astronomi osservano un fenomeno del genere e il team non è sicuro del motivo per cui il deflusso è stato ritardato di diversi anni.

È noto che i TDE emettono luce quando si verificano quando il materiale spaghettificato dalla stella attorno al buco nero si allunga e si riscalda, creando un lampo che gli astronomi possono vedere a milioni di anni luce di distanza.

In alcuni casi, il materiale spaghettificato viene rigettato nello spazio, cosa che gli astronomi paragonano ai buchi neri come “mangiatori disordinati”. Tuttavia, le emissioni di deflusso in genere si sviluppano rapidamente dopo un TDE, piuttosto che anni dopo.

In breve, ha detto Cendes, è come se anni fa questo buco nero avesse improvvisamente iniziato a espellere un mucchio di materiale stellare che stava mangiando.

Inoltre, questi “rutti” erano estremamente energetici, con il materiale espulso che raggiungeva velocità fino al 50 percento della velocità della luce, circa cinque volte quella osservata dagli astronomi con altri TDE. Berger ha detto:

“Questa è la prima volta che osserviamo un ritardo così lungo tra l’alimentazione e la dimissione. Il prossimo passo è indagare se questo è davvero un evento comune e semplicemente non abbiamo esaminato i TDE abbastanza tardi nel loro sviluppo”.

Questi risultati, insieme alle osservazioni di eventi simili, aiuteranno gli astronomi a comprendere meglio il comportamento di alimentazione dei buchi neri. Questo, a sua volta, potrebbe far luce su come crescono ed evolvono nel tempo e sul ruolo che svolgono nell’evoluzione galattica.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato da Universe Today. Leggi l’articolo originale.

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