Scoperto un probabile buco nero di massa intermedia che sta distruggendo una stella

La galassia 6dFGS gJ215022.2-055059 e il candidato buco nero di massa intermedia
La galassia 6dFGS gJ215022.2-055059 e il candidato buco nero di massa intermedia

Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature Astronomy” descrive la scoperta del miglior candidato trovato finora per un tipo di buco nero che per molto tempo è stato elusivo. Un team di ricercatori guidato da Dacheng Lin dello Space Science Center dell’Università del New Hampshire ha usato osservazioni effettuate da una serie di telescopi per individuare i brillamenti a varie lunghezze d’onda emessi nell’area vicina a un buco nero di massa intermedia mentre stava distruggendo una stella vicina in quello che in gergo viene chiamato evento di distruzione mareale.

Negli ultimi decenni è diventato normale individuare buchi neri relativamente piccoli, ciò che rimane dopo una supernova se la massa è sufficiente, e buchi neri supermassicci al centro delle galassie, che possono avere masse di milioni se non miliardi di volte quella del Sole. Secondo una teoria, dovrebbero esistere anche buchi neri di massa intermedia, tra cento e centomila volte quella del Sole, ma dopo anni di discussioni solo recentemente sono stati trovati alcuni candidati che potrebbero fornire la prova della loro esistenza.

Non è chiaro come un buco nero di massa intermedia si possa formare e i processi potrebbero essere diversi. Una possibilità è che all’interno di un ammasso stellare con stelle massicce vicine tra di loro alcune di esse possano fondersi. Il problema è che le stelle dell’ammasso assorbono tutto il gas dell’area perciò è quasi impossibile rilevare la presenza di un buco nero grazie alle emissioni tipiche di quando inghiotte materiali attratti dalla zona circostante.

Il team di Dacheng Lin ha provato a scovare le emissioni tipiche degli eventi di distruzione mareale, cioè la distruzione di una stella causata da un buco nero a cui si è avvicinata troppo. In quel caso, ci sono brillamenti con forti emissioni elettromagnetiche. Ciò è stato rilevato in eventi legati a buchi neri supermassicci al centro di varie galassie come Arp 299B ma i ricercatori hanno provato a cercarli anche nelle periferie di galassie.

Cercando negli archivi delle osservazioni effettuate con il telescopio spaziale XMM-Newton dell’ESA, i ricercatori hanno trovato un candidato in una galassia conosciuta solo con la sigla 6dFGS gJ215022.2-055059 lontana circa 740 milioni di anni luce dalla Terra. Si tratta di dati raccolti tra il 2006 e il 2009 nel corso di uno studio su un insieme di galassie e grazie ad essi è stato possibile trovarne altri negli archivi di due telescopi spaziali della NASA: di Chandra raccolti tra il 2006 e il 2016 e di Swift nel 2014.

Nella fase successiva della ricerca, sono state usate immagini della galassia 6dFGS gJ215022.2-055059 scattate da altri telescopi per verificare se vi fossero altre emissioni in corrispondenza del candidato ad altre lunghezze d’onda, incluse quelle della luce visibile. Hanno trovato due immagini del 2005 che mostrano brillamenti nell’area dov’era stato localizzato il candidato. Mettendo assieme tutti i dati hanno determinato che probabilmente l’evento di distruzione mareale è avvenuto nel 2003 generando un notevole brillamento la cui intensità è scemata nel corso del decennio successivo.

La distribuzione dei fotoni emessi durante quell’evento dipende dalla dimensione del buco nero. La conseguenza è che le osservazioni trovate nei vari archivi hanno fornito dati sufficienti a stimare la massa di quello individuato in circa 50.000 volte quella del Sole. Essa è all’interno dell’intervallo per i buchi neri di massa intermedia perciò se la stima è corretta il candidato è del tipo che finora era stato così elusivo.

L’immagine (Optical: NASA/ESA/Hubble/STScI; X-ray: NASA/CXC/UNH/D. Lin et al.) mostra la galassia 6dFGS gJ215022.2-055059 in bianco-giallo al centro vista dal telescopio spaziale Hubble combinata con osservazioni del candidato buco nero di massa intermedia ai confini della galassia in bianco-porpora in basso leggermente a sinistra ottenute dall’osservatorio spaziale Chandra.

I buchi neri di massa intermedia potrebbero essere comuni ma raramente attivi e quindi difficili da individuare. Natalie Webb, coautrice di questa ricerca e direttore dell’XMM-Newton Survey Science Center at the Research Institute in Astrophysics and Planetology (IRAP) di Tolosa, in Francia, ha sottolineato che il catalogo di sorgenti di raggi X creato grazie alle osservazioni del telescopio spaziale XMM-Newton è il più grande di quel tipo e potrebbe nascondere altre tracce di quel tipo di buchi neri. Studiarli è importante perché sono considerati i “semi” dei buchi neri supermassicci, i quali hanno una notevole influenza sulle galassie che li ospitano, a cominciare da quella sulla formazione stellare.

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