LA LENTA AGONIA DI DUE STELLE

Distruzione mareale, la morte può attendere

Quando un buco nero s’accomoda a tavola, non è detto che consumi l’intero pasto in una sola seduta. A volte possono passare mesi, se non anni, fra un morso e l’altro. Sono i cosiddetti eventi di distruzione mareale parziale, osservati nel cuore di due lontane galassie grazie ai dati raccolti con il telescopio spaziale Xmm-Newton dell’Esa. I risultati sono ora in corso di pubblicazione su The Astrophysical Journal Letters e su Astronomy & Astrophysics

     13/01/2023
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Sequenza temporale di una serie di eventi di distruzione mareale parziale: ogni volta che, lungo la sua orbita, la stella si trova a passare in prossimità del buco nero, parte del materiale di cui è fatta le viene sottratto. Crediti: Esa

Morire a puntate. Sbocconcellate poco per volta – con intervalli di mesi, o addirittura anni, fra un morso e l’altro – come il Prometeo incatenato di Eschilo. È la lenta agonia toccata in sorte a due sventurate stelline nei dintorni del nucleo di due remote galassie – entrambe a circa un miliardo di anni luce da noi. Nel ruolo dell’insaziabile aquila che, nel mito greco, torturava il titano responsabile d’aver donato il fuoco agli uomini, c’è in questo caso l’inesorabile attrazione gravitazionale dei due buchi neri al centro delle due galassie. Ad assistere allo strazio, il telescopio Xmm-Newton dell’Agenzia spaziale europea, che per anni ha tenuto sott’occhio i due buchi neri.

La doppia tragedia, narrata in due studi di prossima pubblicazione – uno su ApJL, l’altro già disponibile online su A&A – guidati, rispettivamente, da Thomas Wevers dello European Southern Observatory e da Zhu Liu del Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, in Germania, è stata scoperta notando un’anomalia: da quelle galassie erano state registrate emissioni anomale, in quanto si ripetevano. Nel caso di una delle due galassie, quella la cui emissione era stata osservata la prima volta con il telescopio spaziale eRosita del Max Planck, ogni 233 giorni. Nel caso dell’altra, osservata inizialmente dal programma Asassn (All-Sky Automated Survey for Supernovae), la ripetizione si è verificata dopo ben 1200 giorni.

Gli astrofisici sono abituati a registrare improvvise emissioni – flare, le chiamano – ad alta energia, nelle bande dei raggi X e ultravioletti, provenire dai buchi neri supermassicci che albergano nel cuore delle galassie. Sono la conseguenza d’un cosiddetto evento di distruzione mareale (in inglese si usa l’acronimo Tde, da tidal disruption event): vale a dire, appunto, della disgregazione e del “risucchio” di un corpo celeste verso l’orizzonte degli eventi a opera di un buco nero. Da quando sono stati scoperti (negli anni Novanta), di Tde ne sono già stati osservati un centinaio.

Come mai questi due si ripetono? Semplice: perché le stelle non vengono consumate interamente in un solo pasto, ma poco a poco. Un morso gravitazionale, appunto, ogni volta che la loro orbita fatale le porta in prossimità dei due buchi neri. Dunque non un atto unico, ma diluito in più eventi di distruzione mareale parziale.

«I risultati della nostra prima osservazione con Xmm-Newton ci avevano sorpreso. Il buco nero, rispetto a quando era stato scoperto due settimane prima dal telescopio eRosita», ricorda Liu, «mostrava una diminuzione insolitamente drastica dell’emissione in banda X. Le osservazioni di follow-up con Xmm-Newton e altri strumenti hanno successivamente confermato le nostre ipotesi sul fatto che questo comportamento fosse causato da un evento di distruzione mareale parziale».

«All’inizio», aggiunge Wevers a proposito dell’altro buco nero, «il ripristino della luminosità ci aveva lasciato molto perplessi. Allora ci siamo rimessi alla lavagna e abbiamo riesaminato tutte le possibili ipotesi in grado di spiegare quel comportamento. Rendersi conto che il modello di evento di distruzione mareale parziale poteva riprodurre i dati osservati è stata una grande emozione».

Ora non resta che attendere al varco eventuali nuove ripetizioni dei flare. Sempre che nel frattempo le due stelle non siano state interamente consumate.

Per saperne di più:

Guarda il video (in inglese) sul canale YouTube BlackHoleExplosions: