Anche i buchi neri possono tornare in vita, gli astronomi ne stanno osservando uno folle

Puntando i propri occhi sulle lontane regioni dell’Universo osservabile, gli astronomi hanno appena scoperto un buco nero “inattivo” ritornare improvvisamente in vita.

Il team dietro la scoperta è stato guidato dall’astronoma Samantha Oates dell’Università di Birmingham (Regno Unito), che ha presentato la scoperta all’annuale National Astronomy Meeting britannico.

J221951: il buco nero più luminoso mai registrato

Un team di astronomi – guidato da ricercatori dell’Università di Birmingham, dell’University College di Londra e della Queen’s University di Belfast – ha recentemente scoperto una delle più sorprendenti “accensioni” mai registrate da un buco nero. I ricercatori hanno presentato la scoperta martedì 4 luglio al National Astronomy Meeting 2023 di Cardiff e lo studio sarà anche pubblicato sul Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

J221951-484240, noto come J221951, è uno degli oggetti astrofisici più luminosi mai rilevati. Scoperto nel settembre del 2019 dal team guidato dalla dott.ssa Samantha Oates, astronoma dell’Università di Birmingham, il buco nero è stato trovato grazie ad una ricerca sulla luce elettromagnetica durante un particolare evento a base di onde gravitazionali. Il team stava utilizzando il telescopio ottico e ultravioletto a bordo dell’Osservatorio Neil Gehrels Swift per cercare una kilonova, il segno della fusione tra una stella di neutroni e un’altra stella o un buco nero.

Una kilonova appare tipicamente blu, poi si attenua e diventa di colore rosso nel corso di qualche giorno. Mentre cercavano prove di questa fusione, hanno invece trovato qualcosa di ancora più insolito: il già citato buco nero J221951, situato a circa 10 miliardi di anni luce di distanza al centro di una galassia. Il fenomeno è apparso blu, ma non ha cambiato colore e né è svanito rapidamente, come invece accade nel caso di una kilonova.

La scoperta di J221951

“La nostra comprensione delle diverse cose che i buchi neri supermassicci possono fare si è notevolmente ampliata negli ultimi anni, con la scoperta di stelle che vengono fatte a pezzi e di buchi neri accretori con luminosità estremamente variabili”, ha dichiarato in un comunicato Matt Nicholl, membro del team e astronomo dell’Università di Belfast. “J221951 è uno degli esempi più estremi di buco nero e ci coglie di sorpresa”.

La natura di ciò che il buco nero supermassiccio sta consumando è attualmente sconosciuta, ma è possibile che J221951 abbia assorbito una stella che si è avventurata troppo vicino al buco nero e che è stata violentemente fatta a pezzi dalle forze di marea derivanti dalla sua immensa gravità: questo processo è chiamato spaghettificazione.

Questo evento, chiamato evento di distruzione mareale (TDE), vedrebbe parte del materiale stellare, di cui è composta la stella distrutta, cadere sulla superficie del buco nero: prima di essere espulsa a velocità prossime a quelle della luce, una parte della materia viene incanalata verso i poli del buco nero generando un’intensa radiazione elettromagnetica.

La spaghettificazione di una stella sfortunata non è però l’unico meccanismo possibile che potrebbe spiegare questo fenomeno così luminoso, infatti, un’altra possibilità è che questo evento sia il risultato del passaggio del nucleo di J221951 da uno stato dormiente a uno attivo. È infatti possibile che il buco nero abbia iniziato a nutrirsi del materiale che vorticava attorno ad esso, ovvero dei corpi celesti che con il tempo si sono avvicinati abbastanza da poter essere assorbiti da J221951, trasformandolo in quello che è noto come nucleo galattico attivo.

Le ricerche sul buco nero continueranno

“In futuro saremo in grado di ottenere importanti indizi che ci aiuteranno a distinguere tra l’evento di perturbazione mareale e gli scenari dei nuclei galattici attivi”, afferma Oates, “Per esempio, se J221951 è associato all’accensione di un nucleo galattico attivo, potremmo aspettarci che smetta di affievolirsi e che aumenti nuovamente di luminosità, mentre se J221951 è un evento di perturbazione mareale ci aspetteremmo che continui ad affievolirsi. Dovremo continuare a monitorare J221951 nei prossimi mesi o anni, per poterne cogliere il comportamento tardivo”.

I nuclei galattici attivi (AGN) sono aree luminose alimentate da buchi neri supermassicci situate nel cuore delle galassie, che emettono una quantità di luce tale da annullare la luce di tutte le stelle della restante galassia. L’astronomo Matt Nicholl ha affermato che “il monitoraggio continuo di J221951 per calcolare il rilascio totale di energia potrebbe permetterci di capire se si tratta di una perturbazione mareale di una stella da parte di un buco nero a rotazione rapida o di un nuovo tipo di accensione”.