QUESTIONE DI PUNTI DI VISTA

Quando un buco nero sbrana una stella

Ai buchi neri supermassicci piace il sapore dell’idrogeno e dell’elio. Ma cosa accade esattamente quando azzannano una stella? Uno studio uscito su ApJ Letters propone un modello unificato, basato su simulazioni numeriche, per spiegare ciò che gli astronomi osservano. Ne parliamo con un esperto dell’Inaf di Brera, l’astrofisico Gabriele Ghisellini

Rappresentazione artistica di un evento di distruzione mareale. Crediti: Nasa / Swift / Aurore Simonnet, Sonoma State University ed Esa

Accade di rado. In una galassia tipica, una volta ogni diecimila anni. Ma quando accade è uno spettacolo di quelli che apocalittici è dir poco: una stella smembrata e divorata dall’attrazione gravitazionale del buco nero supermassiccio al centro della galassia stessa. Uno spettacolo che va sotto il nome tecnico di evento di distruzione mareale (Tde, dalle iniziali dell’inglese tidal disruption event). Uno spettacolo al quale gli astrofisici hanno potuto assistere poche volte, almeno fino a oggi (con i telescopi del prossimo futuro dovremmo vederne centinaia di migliaia). Poche ma sufficienti a mettere in luce alcune variazioni nel tipo di emissione registrata.

Variazioni ancora senza spiegazione. Ma uno studio uscito ieri su ApJ Letters – firmato da ricercatori del Niels Bohr Institute di Copenhagen e delle università statunitensi del Maryland e di Santa Cruz – riconduce le differenze osservate nei Tde all’interno di un singolo schema interpretativo: un modello unificato in grado di rendere conto di tutte le variazioni. Per capire di che si tratta, Media Inaf ha intervistato un esperto (non coinvolto nello studio) a livello mondiale di Tde, Gabriele Ghisellini, astrofisico alla sede di Merate dell’Inaf di Brera.

Quale tipo di emissione si osserva, durante questi eventi di distruzione mareale?

«Quando una stella si avvicina troppo a un buco nero, le forze di marea riescono a distruggerla, e il materiale della stella forma un disco di materia che cade rapidamente sul buco nero. In pochi anni abbiamo rivelato decine di questi eventi, ma le osservazioni non sembrano dipingere un quadro unico, con delle caratteristiche comuni. Per esempio, ci sono sorgenti che emettono tanto in ottico, e altre che invece emettono molto nei raggi X».

A cosa sono dovute queste differenze?

«Una possibilità potrebbe essere la rotazione e la massa del buco nero, ma gli autori di questo lavoro preferiscono un’altra idea».

Cioè?

«Nonostante le apparenze, assumono che tutti i sistemi Tde abbiano una struttura simile, formata da un disco di accrescimento, due getti – perpendicolari al disco – di materia che viaggia verso l’esterno a velocità vicina a quella della luce e altra materia che si muove verso l’esterno, ma più lentamente, in direzioni radiali. La materia del getto è molto rarefatta, mentre l’altra, più lenta, è più densa, e riesce a bloccare la radiazione – sia ultravioletta che ottica – prodotta dalle zone centrali del disco. In queste condizioni, un osservatore posto lungo l’asse del getto vedrebbe un sacco di radiazione X e Uv (proveniente dall’interno del disco e dal getto, entrambi non oscurati), mentre un generico osservatore ad angoli maggiori non riuscirebbe a vedere le zone interne (no X, no Uv, poco ottico) mentre vedrebbe la radiazione riprocessata dalla materia lenta, e quindi un bel po’ di infrarosso. Questa struttura è analoga a quella che si pensa esistere in un nucleo galattico attivo (Agn)».

Differenze, dunque, dovute al punto di vista di noi osservatori. Non si tratta di un’ipotesi del tutto inedita. Qual è dunque la novità di quest’ultimo studio?

«È di essere riusciti non a postulare questa struttura, ma a ricavarla con simulazioni numeriche complesse. E questo è un altro passo avanti non solo nella comprensione delle Tde, ma nel provare che il fenomeno di accrescimento di materia su un buco nero è un fenomeno con caratteristiche comuni, presenti negli Agn, nei Tde, nelle binarie galattiche e nei Grb, i lampi di raggi gamma».


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