Scoperto un buco nero in rapida rotazione che inghiotte una stella


I telescopi dell’ESO aiutano a reinterpretare un’esplosione molto brillante.


Un punto luminoso straordinariamente brillante apparso in una galassia distante, chiamato ASASSN-15lh, era stato interpretato come la supernova più brillante mai vista. Ma nuove osservazioni da diversi osservatori, tra cui l’ESO, ne hanno messo in dubbio la classificazione. Un gruppo di astronomi propone infatti che la sorgente sia un evento ancora più estremo e raro: un buco nero in rapida rotazione che riduce a brandelli una stella che gli si è avvicinata troppo.

Nel 2015, la survey automatizzata per supernove a tutto cielo (ASAS-SN, dall’inglese All Sky Automated Survey for SuperNovae) ha registrato un evento, chiamato ASASSN-15lh, indicato come la supernova più brillante mai osservata e classificato come una supernova superluminosa, l’esplosione cioè di una stella molto massiccia alla fine della propria vita. Era brillante il doppio del precedente record e la sua luminosità di picco era 20 volte maggiore della luce totale prodotta dalla Via Lattea.

Supermassive black hole with torn-apart star (artist’s impress

Un’equipe internazionale, guidata da Giorgos Leloudas del Weizmann Institute of Science, Israele, e del Dark Cosmology Centre, Danimarca, ha effettuato ulteriori osservazioni della galassia distante, a circa 4 miliardi di anni luce dalla Terra, in cui è avvenuta l’esplosione e ha in seguito proposto una diversa spiegazione per l’evento straordinario.

“Abbiamo osservato la sorgente per 10 mesi dopo l’evento e abbiamo concluso che la spiegazione può difficilmente essere una supernova brillante. I nostri risultati indicano che l’evento è stato probabilmente causato da un buco nero supermassiccio in rapida rotazione che ha distrutto una stella di piccola massa,” spiega Leloudas.

In questo scenario, le forze gravitazionali estreme del buco nero supermassiccio, nel centro della galassia ospite, hanno dilaniato una stella simile al Sole che gli si è avvicinata troppo – un evento cosiddetto di “distruzione mareale“, finora osservato solo in una decina di casi. Nel processo la stella è stata “spaghettificata” e le onde d’urto svilupate tra i detriti della collisione insieme con il calore prodotto dall’accrescimento hanno prodotto un lampo di luce. Ciò ha dato all’evento l’aspetto di un’esplosione di supernova molto brillante, anche se la stella aveva una massa troppo piccola per poter mai diventare una supernova.

L’equipe ha basato le sue conclusioni su osservazioni realizzate da un certo numero di telescopi, sia da terra che dallo spazio, tra cui il VLT (Very Large Telescope) all’Osservatorio di Paranal dell’ESO, l’NTT (New Technology Telescope) all’Osservatorio di La Silla dell’ESO e il telescopio spaziale Hubble.

Le osservazioni con NTT rientravano nella survey pubblica dell’ESO per osservazioni spettroscopiche di sorgenti transienti (PESSTO, da Public ESO Spectroscopic Survey of Transient Objects, in inglese).

“Diversi aspetti indipendenti delle osservazioni suggeriscono che l’evento sia stato davvero una distruzione mareale e non un supernova superluminosa,” spiega il coautore Morgan Fraser dell’University of Cambridge, Regno Unito (ora all’University College di Dublino, Irlanda).

In particolare, i dati hanno rivelato che l’evento ha attraversato tre diverse fasi nei dieci mesi di osservazioni. I dati assomigliano complessivamente più a ciò che ci si aspetta da un evento di distruzione mareale che a una supernova. L’aumento della luminosità in luce ultravioletta e l’aumento della temperatura riducono la probabilità che si sia trattato di un evento simile a una supernova. Inoltre, l’ubicazione dell’evento – una galassia rossa, massiccia e passiva – non è il luogo in cui di solito ci sia aspetta un’esplosione superluminosa di supernova, cioè una galassia nana blu e con alta formazione stellare.

Anche se l’equipe sostiene che una supernova è molto improbabile, è consapevole che nemmeno un’evento classico di distruzione mareale sarebbe una spiegazione adeguata per l’evento. Nicholas Stone, della Columbia University, USA, membro dell’equipe, elabora ulteriormente la spiegazione: “L’evento di distruzione mareale che proponiamo non può essere spiegato da un buco nero supermassiccio fermo. Sosteniamo invece che ASASSN-15lh sia stato prodotto da un tipo particolare di buco nero.”

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Questa animazione mostra come potrebbe essersi realizzato l’evento ASASSN-15lh. Una stella simile al Sole entra nella zona di influenza di un buco nero supermassiccio in rapida rotazione nel centro di una galassia lontana, Mentre la sua orbita si avvicina sempre più al buco nero, la stella viene “spaghettificata”, creando un disco di accrescimento intorno al buco nero supermassiccio. Quando alla fine viene completamente distrutta vicino all’orizzonte degli eventi crea un lampo brillante, simile a una supernova superluminosa.


La massa della galassia ospite implica che il buco nero supermassiccio al centro abbia una massa di almeno 100 milioni di volte quella del Sole. Un buco nero di questa massa non sarebbe di solito in grado di distruggere una stella al di fuori del proprio orizzonte degli eventi – il limite entro il quale nulla può sfuggire alla sua attrazione gravitazionale. Ma se il buco nero è di un tipo particolare, cioè in rapida rotazione – un cosiddetto buco nero di Kerr – la situazione cambia e il limite non si applica più.

“Anche usando tutti i dati raccolti finora non possiamo stabilire con certezza assoluta che ASASSN-15lh sia stato un evento di distruzione mareale,” conclude Leloudas. “Ma per il momento è la spiegazione di gran lunga più probabile.”

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