Una stella enorme è stata cancellata da un gigantesco buco nero

• gigante Buco nero A 290 milioni di anni luce di distanza, distrusse una grande stella e ne scagliò i pezzi nello spazio.
• NASAL’Osservatorio a raggi X Chandra dell’Agenzia spaziale europea e l’Osservatorio XMM-Newton dell’Agenzia spaziale europea hanno cercato informazioni sulle conseguenze di questo evento.
• I dati dei raggi X rivelano la quantità relativa di azoto rispetto al carbonio in questo campo di detriti stellari.
• Il confronto con i modelli mostra che una stella tre volte la massa del Sole è stata distrutta, rendendolo uno dei più grandi “eventi di perturbazione mareale” conosciuti.

Utilizzando l’Osservatorio a raggi X Chandra della NASA, l’Osservatorio XMM-Newton dell’Agenzia spaziale europea e altri telescopi, gli astronomi hanno determinato che un buco nero supermassiccio ha distrutto una stella massiccia e ne ha sparso il contenuto nello spazio. Analizzando i dettagli dei dati dei raggi X, il team è stato in grado di stimare la quantità relativa di azoto rispetto al carbonio in seguito a questo attacco gravitazionale. Questi elementi forniscono preziosi indizi ai ricercatori sul tipo di stella morta.

Rappresentazione artistica dell’evento

L’illustrazione dell’artista (all’inizio di questo articolo) rende omaggio a “Si è verificata una perturbazione delle maree(TDE) si chiama ASASSN-14li ed è al centro dell’ultimo studio. Quando la stella si avvicina troppo al buco nero supermassiccio del sistema, la potente gravità la fa a pezzi. La fotografia di questo artista raffigura le conseguenze di quella distruzione. Dopo che la stella fu fatta a pezzi, parte del suo gas (rosso) rimase in orbita attorno ad essa e cadde nel buco nero. Parte del gas è stata portata via dal vento (blu).

Analisi degli articoli

Gli scienziati hanno utilizzato la spettroscopia a raggi X – ovvero un grafico della luminosità dei raggi X rispetto alla lunghezza d’onda – di Chandra e XMM per sondare gli elementi presenti in questi venti. Lo spettro Chandra è mostrato nel riquadro, dove i dati sono colorati in blu (linee ondulate) e le incertezze per ciascun punto dati sono linee verticali blu. Uno spettro del campione viene mostrato in rosso, con l’azoto rilevato dalla caduta dello spettro e nessun carbonio rilevato dalla caduta evidenziata.

Spettro dei raggi X, Chandra. Fonte: NASA/CXC/Università del Michigan/J. Miller et al.; Illustrazione: NASA/CXC/M.Weiss

La quantità di azoto e la quantità massima di carbonio che può sfuggire al rilevamento forniscono il valore minimo del rapporto azoto/carbonio coerente con i dati. Questo valore indica che la stella triturata in ASASSN-14li ha circa tre volte la massa del Sole. Ciò la renderebbe una delle stelle più grandi mai conosciute ad essere stata distrutta in un TDE.

Contesto storico e implicazioni future

ASASSN-14li è stato rilevato per la prima volta nel novembre 2014 da telescopi terrestri, quando ci si è resi conto che si trattava del TDE più vicino alla Terra in circa un decennio. Negli anni successivi molti telescopi, compreso Chandra, hanno osservato questo sistema.

Oltre alle dimensioni insolite del cacciatorpediniere e alla capacità di eseguire analisi forensi dettagliate, ASASSN-14li è interessante anche per ciò che significa per gli studi futuri. Gli astronomi hanno visto stelle di massa media come ASASSN-14li nell’ammasso stellare che contiene il buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia. Pertanto, essere in grado di stimare le masse stellari delle stelle disgregate dalle maree fornirebbe potenzialmente agli astronomi un modo per determinare la presenza di ammassi stellari attorno ai buchi neri supermassicci in galassie distanti.

Fino a questo studio, c’era una forte possibilità che gli elementi rilevati nei raggi X potessero provenire dal gas emesso in precedenti esplosioni dal buco nero supermassiccio. Tuttavia, lo schema degli elementi qui analizzati sembra provenire da una singola stella.

Riferimento: “Evidence for massive stellar perturbation in the X-ray spec of ASASSN-14li” di John M. Miller, Brenna Moakler, Enrico Ramirez-Ruiz, Paul A. Dragis, Jeremy J. Drake, John Raymond, Mark T. Reynolds, Chen Xiang, Saul Bin-yun e Abdel-Rahman Al-Zoghbi, 21 agosto 2023, disponibile qui. IL Lettere del diario astrofisico.
doi: 10.3847/2041-8213/ace03c

Un articolo che descrive questi risultati è stato pubblicato in Lettere del diario astrofisico. Gli autori sono John M. Miller (Università del Michigan, Ann Arbor), Brenna Moakler (Osservatori Carnegie), Enrico Ramirez-Ruiz (Università della California, Santa Cruz), Paul Dragis (Università del Michigan), Jeremy Drake (Centro Astrofisico) | Harvard e Smithsonian), John Raymond (Cfa), Mark Reynolds (Università del Michigan), Chen Xiang (Università del Michigan), Saul Bin Yun (Università del Michigan) e Abdul Rahman Al-Zoghbi (Università del Maryland).

Il Marshall Space Flight Center della NASA gestisce il programma Chandra. Il Chandra X-ray Center dello Smithsonian Astrophysical Observatory controlla le operazioni scientifiche da Cambridge, Massachusetts, e le operazioni di volo da Burlington, Massachusetts.