È stata osservata l'eco della luce di un bagliore di raggi X dal nucleo di una galassia. Mentre la stella veniva trascinata nel buco nero, il suo materiale veniva iniettato nel disco di accrescimento del buco nero, provocando un improvviso scoppio di radiazioni. L'emissione di bagliori a raggi X risultante è stata osservata quando ha colpito i gas stellari locali, producendo l'eco della luce. Questo evento ci dà una visione migliore di come le stelle vengono mangiate dai buchi neri supermassicci e fornisce un metodo per mappare la struttura dei nuclei galattici. Gli scienziati ora credono di avere prove osservative per gli sfuggenti toro molecolare si pensa che circonda i buchi neri supermassicci attivi.
In precedenza sono stati osservati echi di luce provenienti da galassie distanti. Gli echi di una supernova avvenuta 400 anni fa (che ora viene osservato come residuo della supernova SNR 0509-67.5) sono stati appena osservati qui sulla Terra, dopo che le emissioni di supernova rimbalzarono sulla materia galattica. Questa è la prima volta tuttavia che le emissioni energetiche da un improvviso afflusso di materia in un disco di accrescimento del buco nero supermassiccio sono state osservate echeggiando gas all'interno dei nuclei galattici. Questo è un passo importante verso la comprensione di come le stelle vengono consumate dai buchi neri supermassicci. Inoltre, l'eco si comporta come un proiettore, evidenziando la materia stellare oscura tra le stelle, rivelando una struttura che non abbiamo mai visto prima.
Questa nuova ricerca è stata condotta da un team internazionale guidato da Stefanie Komossa dell'Istituto Max Planck per la fisica extraterrestre a Garching, in Germania, utilizzando i dati dello Sloan Digital Sky Survey. Komossa paragona questa osservazione all'illuminazione di una città buia con un'esplosione di fuochi d'artificio:
“Studiare il nucleo di una galassia normale è come guardare lo skyline di New York di notte durante un'interruzione di corrente: non puoi imparare molto su edifici, strade e parchi. La situazione cambia, ad esempio, durante uno spettacolo pirotecnico. È esattamente lo stesso quando un improvviso scoppio di radiazione ad alta energia illumina una galassia."- Stefanie Komossa
Una forte esplosione di raggi X come questa può essere molto difficile da osservare in quanto si tratta di emissioni di breve durata, ma è possibile ottenere un'enorme quantità di informazioni vedendo un tale evento se gli astronomi sono abbastanza veloci. Analizzando il grado di ionizzazione e i dati di velocità nelle linee di emissione spettroscopiche della luce eco, i fisici di Max Planck sono stati in grado di dedurre la posizione del bagliore. All'interno delle linee di emissione si trovano le "impronte digitali" cosmiche degli atomi alla fonte dell'emissione, che li portano al nucleo galattico dove si crede che viva un buco nero supermassiccio.
Il modello standard per i nuclei galattici (a.k.a. modello unificato di galassie attive) prevedono un "toro molecolare" che circonda il disco di accrescimento del buco nero. Queste nuove osservazioni della galassia denominata SDSSJ0952 + 2143 sembrano mostrare che il bagliore dei raggi X fosse riflesso dal toro molecolare galattico (con forti linee di emissione di ferro). Questa è la prima volta che si vede la presenza di un possibile toro e, se confermato, gli astrofisici avranno le loro prove osservative di questa possibilità teorica, rafforzando il modello standard. Inoltre, l'uso di razzi di accrescimento può aiutare gli scienziati nel tentativo di mappare la struttura di altri tori molecolari.
Rafforzare l'osservazione dell'emissione di raggi X ecologica dal toro è la possibilità di vedere emissioni infrarosse variabili. Questa emissione indica un "ultimo richiamo di aiuto" da parte della nuvola polverosa che viene rapidamente riscaldata dai raggi X dell'incidente. La polvere sarà vaporizzata poco dopo.
Ma come fanno a sapere che è stata una stella che è caduta nel disco di accrescimento? Oltre alle forti linee di ferro, ci sono strane linee di emissione di idrogeno che non sono mai state viste prima. Questa è una prova evidente che sono i detriti di una stella che si sono avvicinati troppo al buco nero, togliendo il suo combustibile a idrogeno.
Sebbene il bagliore dei raggi X si sia attenuato, la galassia continua ad essere osservata dal satellite a raggi X Chandra. Si stanno osservando emissioni di raggi X deboli ma misurabili, forse per indicare che la stella è ancora alimentata dal disco di accrescimento. Sembra possibile che anche la misurazione di questa debole emissione possa essere utile, consentendo ai ricercatori di continuare a mappare il toro molecolare molto tempo dopo la fine della forte emissione di raggi X iniziale.
Fonti: arXiv, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
