Un buco nero ha fatto a pezzi una stella in una galassia molto, molto lontana

È stato un evento che non si vedeva da oltre un decennio: un improvviso lampo di energia sparato dal centro di una galassia lontana, abbastanza luminosa da essere visibile da 8,5 miliardi di anni luce di distanza. Con un’esplosione di luce equivalente a più di 1.000 trilioni di soli, il lampo è stato rilevato per la prima volta dalla Zwicky Transit Facility, un’indagine del cielo notturno a tutto cielo condotta dall’Osservatorio Palomar in California.

“Questo San Valentino, abbiamo trovato una fonte sconcertante. Era semplicemente strano! ” Igor Andreone dell’Università del Maryland, autore principale del libro Uno Da Due Documenti sull’evento, disse il bordo. “E Strange è bravo in scienze. Ciò significa che è qualcosa da cui puoi imparare.”

In pochi giorni, gli astronomi di tutto il mondo hanno puntato i loro telescopi verso il flash, osservandolo nei raggi X, radio e altre lunghezze d’onda. Era insolitamente luminoso ed era simile a un lampo di raggi gamma, un tipo di lampo luminoso solitamente rilevato dai telescopi a raggi gamma o a raggi X. Ma questo è stato individuato con un telescopio ottico.

L’enorme luminosità del lampo ha portato gli astronomi a concludere che doveva essere stato causato dalla rottura di una stella. Una stella si è avvicinata troppo a un buco nero supermassiccio nel cuore di una galassia e viene lacerata dalle forze gravitazionali. “Può fare a pezzi completamente la stella. Viene letteralmente tirata e allungata fino a quando non riesce più a stare insieme. Questo è chiamato un evento di interruzione delle maree e gli astronomi hanno osservato dozzine di tali eventi negli ultimi anni”, ha spiegato Andreone.

La cosa insolita di questo particolare evento è che ha creato una massiccia fuoriuscita di energia, poiché il materiale viene espulso dai poli del buco nero quasi alla velocità della luce. “Non sappiamo perché, ma a volte un getto molto forte di materiale viene rilasciato quando una stella viene interrotta”, ha detto Andreone. Si ritiene che questo getto sia particolarmente luminoso perché è puntato direttamente sulla Terra, facendolo apparire più luminoso e visibile attraverso una parte più ampia dello spettro elettromagnetico.

Per individuare eccitanti eventi transitori come questi, gli astronomi hanno bisogno di telescopi che eseguano costantemente la scansione della maggior parte del cielo possibile e che individuino eventuali cambiamenti improvvisi di luminosità, come la struttura per i transitori di Zwicky. Ma ci sono migliaia di cambiamenti di luminosità osservati ogni notte, quindi questa grande quantità di dati deve essere perfezionata per scoprire le cose più interessanti. Il gruppo di Andreoni sta setacciando questi dati per trovare eventi molto veloci nella lunghezza d’onda ottica.

Gli improvvisi cambiamenti di luminosità sono probabilmente causati dall’esplosione di una supernova o dalla fusione di due stelle di neutroni. Sono necessarie ulteriori osservazioni per comprendere l’evento specifico che ha scatenato l’ammiccamento. La supernova, ad esempio, brilla per un periodo di settimane, che è molto veloce per gli standard astronomici. Ma questo particolare evento si è illuminato più velocemente di così, nel giro di poche ore o giorni. Il che lo rendeva di immediata e urgente importanza.

Il gruppo ha segnalato questo lampo alla comunità internazionale e ha incoraggiato i ricercatori che hanno lavorato con telescopi che operano ad altre lunghezze d’onda come la radio o i raggi X a monitorarlo. In totale, 21 telescopi hanno fornito dati sull’evento. “Quando tutti i pezzi del puzzle sono stati ottenuti e messi insieme, è venuta fuori questa immagine, che è stata assolutamente sorprendente”, ha detto Andreoni. “Non ci aspettavamo di trovare una fonte così rara, certamente non nell’ottica”.

Delle stelle lacerate dai buchi neri, solo l’1% circa sembra produrre questi potenti getti, ma i ricercatori non sono ancora del tutto sicuri del perché. Quando una stella viene separata e il suo materiale viene trascinato verso il buco nero, l’energia di quel materiale viene convertita in luce. Si ipotizza che i campi magnetici e la rotazione del buco nero possano lavorare insieme per far cadere materiale dai suoi poli, come un tubetto di vernice schiacciato nel mezzo in modo che la materia fuoriesca da entrambe le estremità.

“Stiamo parlando di una massa della Terra che viene smembrata, attorcigliata e rilasciata a quasi migliaia di volte la velocità della luce. È un’opportunità davvero unica per studiare qualcosa che sarebbe impossibile da riprodurre sulla Terra”, ha detto Andreone.

Era la prima volta che un tale getto veniva rilevato nella porzione di luce visibile dello spettro elettromagnetico, nota anche come lunghezza d’onda ottica. In precedenza, i getti intorno ai buchi neri venivano rilevati osservando i raggi X, i raggi gamma e le onde radio.

Entrambi dicono agli astronomi qualcosa sull’ambiente attorno a un buco nero – che non è così denso perché ha permesso il passaggio della luce ottica – e mostrano che guardare nel telescopio ottico potrebbe essere un modo utile per individuare questi eventi estremi in futuro.

La necessità che i telescopi rispondano rapidamente a tali eventi crea anche uno slancio per una maggiore flessibilità nella progettazione e pianificazione dei telescopi. Telescopi come Hubble o James Webb sono estremamente popolari, il che significa che più ricercatori stanno facendo domanda per il tempo sul telescopio di quanti ne possano essere ospitati. Ecco perché l’osservanza del tempo è meticolosamente pianificata con anni di anticipo e Ogni ultimo minuto di tempo di osservazione Per quanto possibile. Ma c’è anche bisogno di telescopi in grado di rispondere a eventi rari nel giro di poche ore o addirittura minuti.

È difficile cambiare la direzione di un telescopio spaziale in modo sicuro e veloce, quindi Hubble e il James Webb Space Telescope contribuiscono a questo tipo di ricerca solo occasionalmente. Ma telescopi terrestri di recente costruzione, come rete padronale o il Telescopio CRESCITA-Indiaspecializzati nella scansione del cielo alla ricerca di eventi di raggi gamma e nell’intraprendere azioni immediate e indipendenti per monitorarli.

E c’è sempre la possibilità di un intervento umano. Andreone ha detto: “A volte devi letteralmente chiamare le persone e dire: ‘Ehi, potresti per favore puntare il telescopio su questa o quella coordinata?'” In altri casi, i ricercatori stanno inviando richieste tramite sistemi online per effettuare osservazioni nei momenti disponibili.C’è un crescente interesse nel vedere come i telescopi rispondono a questi eventi brevi, rari, ma scientificamente importanti.

Andreone ha affermato che sia la collaborazione internazionale tra ricercatori che lavorano con diversi telescopi sia la capacità di questi telescopi di rispondere rapidamente sono essenziali per raggiungere questa svolta nell’osservazione del buco nero. “Questo è stato molto importante per questo tipo di scoperta. Se non avessimo potuto farlo con nessun telescopio, non ci saremmo resi conto di essere seduti su una scoperta così grande”.