Al centro della nostra galassia risiede un buco nero supermassiccio (SMBH) noto come Sagittario A. Sulla base delle osservazioni in corso, gli astronomi hanno determinato che questo SMBH misura 44 milioni di km (27,34 milioni di mi) di diametro e ha una massa stimata di 4,31 milioni di masse solari. A volte, una stella vagherà troppo vicino alla Sag A e verrà lacerata in un processo violento noto come evento di disturbo delle maree (TDE).
Questi eventi causano il rilascio di brillanti bagliori di radiazioni, che fanno sapere agli astronomi che una stella è stata consumata. Sfortunatamente, per decenni, gli astronomi non sono stati in grado di distinguere questi eventi da altri fenomeni galattici. Ma grazie a un nuovo studio condotto da un team internazionale di astrofisici, gli astronomi hanno ora un modello unificato che spiega le recenti osservazioni di questi eventi estremi.
Lo studio - che è apparso di recente nel Lettere astrofisiche del diario sotto il titolo "Un modello unificato per gli eventi di maree" - è stato condotto dalla Dott.ssa Jane Lixin Dai, un fisico del Dark Cosmology Center del Niels Bohr Institute. È stata raggiunta da membri del Joint Space-Science Institute dell'Università del Maryland e dell'Università della California Santa Cruz (UCSC).
Come ha spiegato Enrico Ramirez-Ruiz, professore e cattedra di astronomia e astrofisica all'Università di Santa Cruz, il professore Niels Bohr dell'Università di Copenaghen e coautore del documento, in un comunicato stampa dell'UCSC:
"Solo nell'ultimo decennio circa siamo stati in grado di distinguere le TDE dagli altri fenomeni galattici e il nuovo modello ci fornirà il quadro di base per comprendere questi eventi rari".
Nella maggior parte delle galassie, gli SMBH non consumano attivamente alcun materiale e quindi non emettono luce, il che li distingue dalle galassie che hanno Active Galactic Nuclei (AGNs). Gli eventi di perturbazione delle maree sono quindi rari e si verificano solo una volta ogni 10.000 anni in una galassia tipica. Tuttavia, quando una stella viene fatta a pezzi, provoca il rilascio di un'intensa quantità di radiazioni. Come ha spiegato il Dr. Dai:
“È interessante vedere come i materiali si fanno strada nel buco nero in condizioni così estreme. Mentre il buco nero sta mangiando il gas stellare, viene emessa una grande quantità di radiazioni. La radiazione è ciò che possiamo osservare e usandola possiamo capire la fisica e calcolare le proprietà del buco nero. Ciò rende estremamente interessante andare a caccia di eventi di disturbo delle maree. "
Negli ultimi anni, alcune dozzine di candidati per eventi di disturbo delle maree (TDE) sono stati rilevati utilizzando rilevamenti transitori ottici e UV ad ampio campo, nonché telescopi a raggi X. Mentre la fisica dovrebbe essere la stessa per tutti i TDE, gli astronomi hanno notato che sembrano esistere alcune classi distinte di TDE. Mentre alcuni emettono principalmente raggi X, altri emettono per lo più luce visibile e ultravioletta.
Di conseguenza, i teorici hanno lottato per comprendere le diverse proprietà osservate e creare un modello coerente in grado di spiegarle tutte. Per il bene del loro modello, la dottoressa Dai e i suoi colleghi hanno combinato elementi di relatività generale, campi magnetici, radiazioni e idrodinamica dei gas. Il team ha anche fatto affidamento su strumenti computazionali all'avanguardia e alcuni grandi cluster di computer recentemente acquisiti finanziati dalla Villum Foundation per Jens Hjorth (capo del DARK Cosmology Center), dalla U.S. National Science Foundation e dalla NASA.
Utilizzando il modello risultante, il team ha concluso che è l'angolo di visione dell'osservatore che tiene conto delle differenze di osservazione. In sostanza, diverse galassie sono orientate in modo casuale rispetto agli osservatori sulla Terra, che vedono diversi aspetti delle TDE a seconda del loro orientamento. Come ha spiegato Ramirez-Ruiz:
“È come se ci fosse un velo che copre parte di una bestia. Da alcuni angoli vediamo una bestia esposta, ma da altri angoli vediamo una bestia coperta. La bestia è la stessa, ma le nostre percezioni sono diverse. "
Nei prossimi anni, una serie di progetti di sondaggi pianificati dovrebbero fornire molti più dati sui TDE, che aiuteranno ad espandere il campo della ricerca in questo fenomeno. Questi includono il sondaggio transitorio del Young Supernova Experiment (YSE), che sarà condotto dal DARK Cosmology Center presso il Niels Bohr Institute e UC Santa Cruz, e il Large Synoptic Survey Telescopes (LSST) in costruzione in Cile.
Secondo il Dr. Dai, questo nuovo modello mostra ciò che gli astronomi possono aspettarsi di vedere quando visualizzano TDE da diverse angolazioni e consentirà loro di adattare eventi diversi in un quadro coerente. "Osserveremo da centinaia a migliaia di eventi di perturbazione delle maree tra qualche anno", ha affermato. "Questo ci darà un sacco di" laboratori "per testare il nostro modello e usarlo per capire di più sui buchi neri."
Questa migliore comprensione di come i buchi neri occasionalmente consumano stelle fornirà anche ulteriori test per la relatività generale, la ricerca sulle onde gravitazionali e aiuterà gli astronomi a saperne di più sull'evoluzione delle galassie.
