Esplosioni cosmiche regolari potrebbero essere causate da una stella che viene lentamente distrutta da un buco nero supermassiccio

La galassia ESO 253-G003 vista dallo strumento MUSE (Immagine Michael Tucker (University of Hawai’i) and the AMUSING survey)
La galassia ESO 253-G003 vista dallo strumento MUSE (Immagine Michael Tucker (University of Hawai’i) and the AMUSING survey)

Un articolo in fase di revisione per essere pubblicato riporta uno studio sulla galassia ESO 253-G003 che la classifica tra quelle dotate di un nucleo galattico attivo che sta consumando una stella che orbita attorno al buco nero supermassiccio centrale. Un team di ricercatori guidato da Anna Payne dell’università delle Hawaii ha utilizzato osservazioni condotte con vari telescopi per studiare il fenomeno, catalogato come ASASSN-14ko, rilevando una serie di esplosioni cosmiche regolari che sono state interpretate come emissioni di energia legate al passaggio di una stella troppo vicino al buco nero, che a ogni orbita ne distrugge una parte.

La storia delle osservazioni dell’attività nella galassia ESO 253-G003 è cominciata il 14 novembre 2014 con la rilevasione da parte dei telescopi della rete ASAS-SN (All-Sky Automated Survey for Supernovae) di un’esplosione che inizialmente venne attribuita a una supernova. Nel 2020, esaminando dati raccolti dalla rete ASAS-SN riguardanti nuclei galattici attivi, Anna Payne ha trovato una serie di esplosioni nella galassia ESO 253-G003 seguenti alla prima. Il totale scoperto è stato di 17 esplosione separate da circa 114 giorni. Ogni esplosione raggiunge il picco in circa 5 giorni per poi affievolirsi. Nel caso dell’esplosione del 7 novembre 2018, altri dati sono stati trovati tra le osservazioni condotte con il telescopio spaziale TESS della NASA.

Anna Payne e i suoi colleghi hanno messo alla prova la periodicità calcolata dai dati e hanno ottenuto collaborazioni per condurre osservazioni con vari telescopi tra cui i telescopi spaziali Swift della NASA e XMM-Newton dell’ESA. La prima occasione è arrivata il 17 maggio 2020, quando una nuova esplosione è stata puntualmente rilevata. Le previsioni sono state confermate nuovamente il 7 settembre e il 20 dicembre.

La conferma della periodicità di ASASSN-14ko è fondamentale, resta il problema della causa di questo fenomeno. I dati raccolti da diversi telescopi a frequenze molto diverse dello spettro elettromagnetico hanno permesso al team di Anna Payne di condurre un’analisi molto ampia. Secondo loro la spiegazione più probabile per il fenomeno è che il buco nero supermassiccio al centro della galassia ESO 253-G003 stia lentamente distruggendo una stella gigante che orbita attorno ad esso. Secondo quest’interpretazione, le esplosioni sono cosiddetti eventi di distruzione mareale: l’orbita della stella è ellittica e, quando essa passa nel punto più vicino al buco nero, la sua gravità le strappa una parte del gas che la compone.

I ricercatori hanno preso in considerazione ipotesi alternative. La galassia ESO 253-G003 è stata osservata anche all’interno dell’indagine AMUSING (All-weather MUse Supernova Integral-field of Nearby Galaxies) e in un altro articolo in fase di revisione un team di ricercatori che include anche Anna Payne suggerisce che questa galassia abbia due buchi neri supermassicci, una conseguenza di una fusione galattica. I dischi di materiali attorno a questi due buchi neri potrebbero interagire ma le loro orbite non sono abbastanza vicine da giustificare la frequenza delle esplosioni.

Un’altra ipotesi è che una stella abbia un’orbita inclinata che passa attraverso il disco che circonda il buco nero supermassiccio centrale. Tuttavia, in questo caso le emissioni delle esplosioni dovrebbero avere forme asimmetriche dato che la stella passerebbe attraverso il disco con una traiettoria diversa dai due lati del disco. Le esplosioni mostrano invece emissioni con la stessa forma.

La periodicità delle esplosioni permetterà nuove osservazioni a cominciare dall’aprile 2021. I ricercatori stanno anche cercando altri dati sulle esplosioni precedenti, ancora tra le osservazioni compiute con il telescopio spaziale TESS, che è un cacciatore di esopianeti ma può offrire contributi anche ad altri tipi di ricerca astronomica. Altre informazioni potranno confermre se ASASSN-14ko è proprio di un evento di distruzione mareale e, in questo caso, i ricercatori potranno cercare di capire quanto potrà durare prima che la stella venga completamente distrutta.

Rappresentazione artistica di un buco nero supermassiccio che sta lentamente distruggendo una stella (Immagine NASA’s Goddard Space Flight Center/Chris Smith (USRA/GESTAR))
Rappresentazione artistica di un buco nero supermassiccio che sta lentamente distruggendo una stella (Immagine NASA’s Goddard Space Flight Center/Chris Smith (USRA/GESTAR))

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