Raro evento di buco nero che divora stella scoperto da scienziati

Quando un buco nero divora una stella si viene a creare un flusso di detriti che emette luce e che irradia tanta energia. Questa emissione può essere studiata per acquisire dettagli dello stesso buco nero (credito: NASA/JPL-Caltech)

Cosa accade quando un buco nero divora una stella? Secondo il modello più in voga concettualizzato dagli scienziati, che riguarda più che altro i cosiddetti “buchi neri supermassicci” (quelli giganteschi posti al centro delle galassie), si produce quella che viene denominata come “interruzione delle maree”, un fenomeno seguito da una potente esplosione di radiazioni, una così potente che può eclissare anche la luce prodotta da tutte le stelle della galassia in cui il buco nero risiede.

Evento di interruzione delle maree

Un nuovo studio pubblicato sull’Astrophysical Journal descrive la rilevazione di quello che è un evento di interruzione delle maree probabilmente provocato proprio dalla distruzione di una stella da parte di buco nero supermassiccio. La rilevazione è stata effettuata ai raggi X da un team di ricercatori guidato da Sixiang Wen dell’Osservatorio Steward dell’Università dell’Arizona.
L’evento, denominato J2150, potrebbe essere molto importante per effettuare la misurazione della massa e dello spin di un buco nero.

Buco nero di massa intermedia

Tra l’altro il buco nero in questione è uno particolare. Si tratta di un buco nero di massa intermedia, una tipologia di buco nero che non appartiene alla classe dei buchi neri supermassicci né a quella dei buchi neri “piccoli”, quelli di poche masse solari. Questo tipo di buco nero è stato per molti anni “sfuggente”, in quanto molto difficile da rilevare, e ancora oggi se ne sa poco.

Rilevamento importante per lo studio dei buchi neri

Secondo Ann Zabludoff, una professoressa di astronomia all’Università dell’Arizona e una delle autrici dello studio, l’evento rilevato offre opportunità straordinarie per lo studio dei buchi neri. Questi ultimi, per definizione, non emettono luce e dunque sono pressoché inosservabili ma osservando ciò che accade intorno a loro si possono acquisire varie importanti informazioni.

Anche galassie più piccole sembrano avere sempre un buco nero al centro

In questo caso sono state acquisite informazioni in relazione al fatto che anche galassie più piccole di quelle come la Via Lattea ospitano buchi neri al proprio centro. Come spiega Peter Jonker della Radboud University e dello SRON Netherlands Institute for Space Research, al momento, infatti, si sa ancora pochissimo riguardo alla presenza dei buchi neri al centro delle galassie più piccole mentre si dà ormai per certo che per le galassie più grandi, come la Via Lattea, è pressoché sempre presente un buco nero supermassiccio al centro. Il problema è che è difficile individuare buchi neri centrali aventi meno di 1 milione di masse solari.

Buco nero da 10.000 masse solari ha divorato una stella

I ricercatori hanno confrontato J2150 con vari modelli giungendo alla conclusione che a procurare il brillamento deve essere stato un buco nero di massa intermedia mentre divorava una sfortunata stella. Il buco nero in questione dovrebbe avere una massa di circa 10.000 volte la massa del sole.
Il brillamento è dovuto non ha qualcosa che il buco nero stesso ha emesso (nulla può uscire da esso, sotto nessuna forma) ma è causato dalle emissioni, in questo caso ai raggi X, dal flusso di detriti che si è formato dopo che la stella è stata inglobata nel buco nero. Studiando questi detriti in rotazione i ricercatori hanno dedotto la massa e la datazione di buco nero.

Misurato anche lo spin del buco nero

I ricercatori hanno misurato anche lo spin del buco nero, interessandosi in particolare alla velocità della rotazione intorno al suo asse. Hanno scoperto che il buco nero intermedio in questione ruota molto velocemente ma non alla velocità più alta possibile. Forse, come spiega Zabludoff, questo buco nero di massa intermedia è il risultato dell’unione di due buchi neri di massa intermedia: “Sappiamo che lo spin che abbiamo misurato esclude scenari in cui il buco nero cresce a lungo mangiando costantemente gas o da molti snack veloci di gas che arrivano da direzioni casuali”.

Studio utile anche per comprendere materia oscura

Tra l’altro le analisi dello spin di buchi neri come questi potrebbero rivelarsi utili anche per la comprensione della materia oscura. Quest’ultima potrebbe essere infatti composta da bosoni ultraleggeri, particelle ipotetiche che potrebbero essere responsabili del rallentamento della rotazione di buco nero di massa intermedia.

Note e approfondimenti

  1. Mass, Spin, and Ultralight Boson Constraints from the Intermediate-mass Black Hole in the Tidal Disruption Event 3XMM J215022.4-055108 – NASA/ADS (IA) (DOI: 10.3847/1538-4357/ac00b5)

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