Un buco nero distante fornisce una nuova definizione di dolore e sofferenza?
Il buco nero, chiamato XJ1500 + 0154, sembra essere l'equivalente della vita reale del Pit of Carkoon, il luogo di nidificazione dell'onnipotente Sarlacc in Star Wars, che lentamente digeriva le sue vittime.
Oltre dieci anni fa, questo gigantesco buco nero ha strappato una stella e da allora ha continuato un pranzo molto lungo, banchettando con i resti delle stelle. Gli astronomi hanno monitorato attentamente questa "digestione" lenta perché è così insolito per quelli che vengono chiamati eventi di disturbo delle maree (TDE), dove le forze di marea provenienti dai buchi neri separano le stelle.
"Abbiamo assistito alla morte spettacolare e prolungata di una stella", ha affermato Dacheng Lin dell'Università del New Hampshire a Durham, nel New Hampshire, che ha guidato le osservazioni di questo evento. "Dozzine di eventi di interruzione delle maree sono stati rilevati dagli anni '90, ma nessuno è rimasto brillante per quasi tutto questo."
Questa festa lunga dieci anni è andata avanti dieci volte più a lungo di qualsiasi altra TDE osservata.
XJ1500 + 0154 si trova in una piccola galassia a circa 1,8 miliardi di anni luce dalla Terra e tre telescopi hanno monitorato questo evento a raggi X: l'osservatorio a raggi X Chandra, il satellite Swift e l'XMM-Newton.
Le TDE sono diverse da un'altra, più comune fonte di raggi X correlata al buco nero nella galassia, nuclei galattici attivi (AGN). Come la digestione del Sarlacc, gli AGN possono davvero durare per migliaia di anni. Questi sono buchi neri supermassicci al centro delle galassie che attirano il gas circostante ed "emettono abbondanti quantità di radiazioni, compresi i raggi X", ha spiegato Lin in un post sul blog sul sito web di Chandra. "Le radiazioni dagli AGN non variano molto perché il gas che li circonda si estende su larga scala e può durare per decine di migliaia di anni."
Al contrario, le TDE hanno una durata relativamente breve, che dura solo pochi mesi. Durante una TDE, alcuni detriti stellari vengono lanciati verso l'esterno ad alta velocità, mentre il resto cade verso il buco nero. Mentre viaggia verso l'interno per essere consumato dal buco nero, il materiale si riscalda fino a milioni di gradi, generando un chiarore a raggi X distinto.
XJ1500 + 0154 ha fornito una fase straordinariamente lunga e luminosa, che dura da oltre dieci anni. Lin e il suo team hanno affermato che una delle spiegazioni potrebbe essere la stella più massiccia che sia mai stata completamente distrutta durante una TDE.
"Affinché l'evento duri così a lungo con una luminosità così elevata, è necessario interrompere completamente una stella relativamente massiccia, circa il doppio della massa del sole", ha scritto Lin; tuttavia, “l'interruzione di stelle così massicce da parte del SMBH è molto improbabile perché stelle così massicce sono rare nella maggior parte delle galassie, a meno che la galassia non sia giovane e formi attivamente stelle, come nel nostro caso.
Quindi, un'altra spiegazione più probabile è che questa è la prima TDE osservata in cui una stella più piccola è stata completamente distrutta.
Lin ha anche detto che questo evento ha ampie implicazioni per la fisica del buco nero.
"Per spiegare appieno la lunghissima durata del nostro evento richiede l'applicazione dei recenti progressi teorici sullo studio dei TDE", ha scritto. “Negli ultimi due anni, diversi gruppi hanno scoperto in modo indipendente che può volerci molto tempo dopo l'interruzione della stella perché i detriti stellari si depositino sul disco di accrescimento e nell'SMBH. Pertanto, l'evento può evolversi molto più lentamente di quanto si pensasse in precedenza. "
Inoltre, i dati dei raggi X indicano anche che le radiazioni del materiale che circonda questo buco nero hanno costantemente superato quello che viene chiamato il limite di Eddington, che è definito come un equilibrio tra la pressione esterna della radiazione dal gas caldo e l'attrazione verso l'interno della gravità del buco nero.
Vedere prove di una tale rapida crescita può aiutare gli astronomi a capire come i buchi neri supermassicci sono stati in grado di raggiungere masse circa un miliardo di volte più alte del sole quando l'universo aveva solo circa un miliardo di anni.
"Questo evento dimostra che i buchi neri possono davvero crescere a tassi straordinariamente alti", ha affermato la coautrice Stefanie Komossa dell'Università QianNan per nazionalità a Duyun City, in Cina. "Questo può aiutare a capire quanto siano diventati precoci i buchi neri."
Lin e il suo team continueranno a monitorare questo evento e si aspettano che la luminosità dei raggi X diminuisca nei prossimi anni, il che significa che la fornitura di "cibo" per questo lungo pranzo verrà presto consumata.
Per ulteriori letture:
Carta: un probabile evento di perturbazione delle maree che dura da un decennio
Il post sul blog di Lin sul sito web di Chandra
Comunicato stampa Chandra
Altre immagini e informazioni da Chandra
