Un telescopio scruta l'oscurità dello spazio profondo. Improvvisamente - appare un brillante lampo di luce che prima non c'era. Cosa potrebbe essere? Una supernova? Due stelle massicciamente dense che si fondono insieme? Forse è scoppiato un raggio gamma?
Cinque anni fa, i ricercatori che utilizzavano il telescopio ROTSE IIIb all'Osservatorio McDonald hanno notato proprio un evento del genere. Ma lungi dall'essere la tua esplosione stellare o fusione di stelle di neutroni, gli astronomi credono che questo piccolo bagliore fosse, in realtà, la prova di un buco nero supermassiccio al centro di una galassia lontana, facendo a pezzi una stella .
Gli astronomi di McDonald avevano usato il telescopio per scansionare i cieli alla ricerca di lampi così nascenti per anni, come parte del progetto ROTSE Supernova Verification (SNVP). E a prima vista, l'evento visto all'inizio del 2009, che le ricerche soprannominate "Dougie", sembrava proprio come molte delle altre supernove che avevano scoperto nel corso del progetto. Con una luminosità assoluta di 22,5 magnitudini, l'evento si adatta perfettamente alla classe delle supernove superluminose che i ricercatori conoscevano già.
Ma col passare del tempo e più dati su Dougie arrivarono, gli astronomi iniziarono a cambiare idea. Le osservazioni radiografiche fatte dal satellite Swift in orbita e gli spettri ottici presi dal telescopio Hobby-Eberly di McDonald rivelarono una curva di luce in evoluzione e un trucco chimico che non si adattava alle simulazioni al computer di supernove superluminose. Allo stesso modo, Dougie non sembrava essere una fusione di stelle di neutroni, che avrebbe raggiunto il picco di luminosità molto più rapidamente di quanto si fosse osservato, o un lampo di raggi gamma, che, anche ad angolo, sarebbe apparso molto più luminoso alla luce dei raggi X .
Rimaneva solo un'opzione: un cosiddetto "evento di perturbazione delle maree", ovvero la carneficina e la spaghettificazione che si verificano quando una stella vaga troppo vicino all'orizzonte di un buco nero. J. Craig Wheeler, capo del gruppo di supernova presso l'Università del Texas ad Austin e un membro del team che ha scoperto Dougie, ha spiegato che a brevi distanze, la gravità di un buco nero esercita una forza molto più forte sul lato della stella più vicina a di quanto non faccia dalla parte opposta della stella. Ha spiegato: "Queste maree particolarmente grandi possono essere abbastanza forti da estrarre la stella in un noodle".
Il team ha perfezionato i loro modelli dell'evento e ha raggiunto una conclusione sorprendente: avendo disegnato il materiale stellare di Dougie un po 'più velocemente di quanto potesse gestire, il buco nero ora stava "soffocando" nel suo ultimo pasto. Ciò è dovuto a un principio astrofisico chiamato Eddington Limit, che afferma che un buco nero di una determinata dimensione può gestire solo così tanto materiale in caduta libera. Dopo che questo limite è stato raggiunto, qualsiasi ulteriore assunzione di materia esercita una pressione più esterna di quanto la gravità del buco nero possa compensare. Questo aumento di pressione ha una sorta di effetto di rimbalzo, gettando materiale dal disco di accrescimento del buco nero insieme a calore e luce. Una tale esplosione di energia spiega almeno in parte la luminosità di Dougie, ma indica anche che la stella morente originale - una stella non diversa dal nostro Sole - non stava cadendo senza combattere.
Combinando queste osservazioni con la matematica del limite di Eddington, i ricercatori hanno stimato che la dimensione del buco nero fosse di circa 1 milione di masse solari - un buco nero piuttosto piccolo, al centro di una galassia piuttosto piccola, a tre miliardi di anni luce di distanza. Scoperte come queste non solo consentono agli astronomi di comprendere meglio la fisica dei buchi neri, ma anche le proprietà delle loro galassie domestiche spesso senza pretese. Dopotutto, rifletté Wheeler, "Chi sapeva che questo ometto aveva un buco nero?"
Per avere una visione simulata di Dougie per te, dai un'occhiata alla fantastica animazione qui sotto, per gentile concessione del membro del team James Guillochon:
La ricerca è stata pubblicata nel numero di questo mese di The Astrophysical Journal. Una prestampa della carta è disponibile qui.
