A tavola con diciotto buchi neri
La scoperta di nuovi eventi di distruzione mareale
Un gruppo di scienziati del Massachusetts Institute of Technology (Mit) ha recentemente pubblicato uno studio su The Astrophysical Journal che rivela la scoperta di 18 nuovi eventi di distruzione mareale (Tde). Questi fenomeni si verificano quando una stella si avvicina troppo a un buco nero e viene letteralmente strappata in pezzi. Durante questo processo, il buco nero emette un’enorme quantità di energia in tutte le frequenze dello spettro elettromagnetico, un fenomeno noto come bump agli astronomi.
• La scoperta di nuovi eventi di distruzione mareale
• L’uso dell’infrarosso per rilevare i Tde
• Le implicazioni della scoperta
• La varietà di galassie ospitanti i Tde
• La risoluzione del problema dell’energia mancante
La ricerca di questi Tde si è basata sull’identificazione di questi bump caratteristici, osservabili nella banda ottica e nei raggi X. Fino ad ora, le ricerche hanno portato alla luce circa una dozzina di eventi di distruzione stellare nell’universo vicino, ma i nuovi Tde scoperti dal team del Mit hanno più che raddoppiato il numero di questi eventi conosciuti.
L’uso dell’infrarosso per rilevare i Tde
I ricercatori hanno individuato questi nuovi eventi, che erano passati inosservati, utilizzando una banda non convenzionale: l’ infrarosso . Oltre a emettere esplosioni ottiche e di raggi X, i Tde possono infatti generare radiazione infrarossa, specialmente nelle galassie ”polverose”, dove un buco nero centrale è circondato da detriti galattici. La polvere in queste galassie tende a oscurare la luce ottica e i raggi X, ma nel processo si riscalda, producendo radiazioni infrarosse rilevabili.
La prima autrice dello studio, Megan Masterson , del Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, spiega che la maggior parte delle sorgenti di Tde non appare nelle bande ottiche, rendendo necessario guardare nella banda dell’infrarosso per comprendere appieno questi eventi e utilizzarli per studiare i buchi neri supermassicci.
Per la loro ricerca, il team ha esaminato le osservazioni d’archivio effettuate da Neowise, la versione rinnovata del Wide-field Infrared Survey Explorer della Nasa. Questo telescopio spaziale, lanciato nel 2009, ha continuato a scansionare il cielo alla ricerca di “transienti” infrarossi, ovvero brevi esplosioni. Utilizzando un algoritmo sviluppato dal co-autore Kishalay De , il team ha individuato gli schemi delle emissioni infrarosse che indicavano la presenza di un’esplosione transitoria.
Dopo aver incrociato i transienti con un catalogo di galassie vicine nel raggio di 600 milioni di anni luce, i ricercatori hanno scoperto che i transienti infrarossi potevano essere ricondotti a circa mille galassie. Hanno quindi analizzato i segnali per determinare se provenissero da una sorgente diversa da un Tde, come un nucleo galattico attivo o una supernova. Escludendo queste possibilità, hanno cercato lo schema infrarosso caratteristico di un Tde: un ripido picco seguito da un graduale calo .
Questa analisi ha portato alla scoperta di 18 segnali “puliti” di eventi di perturbazione mareale, verificatisi in una varietà di sistemi galattici sparsi in tutto il cielo.
Le implicazioni della scoperta
La varietà di galassie ospitanti i Tde
Prima di questa scoperta, gli astronomi avevano osservato i Tde principalmente in un tipo di galassia: sistemi “post-stellari” che avevano cessato la loro attività di formazione stellare. Queste galassie sono relativamente prive di polvere, rendendo più facile rilevare le emissioni ottiche o di raggi X di un Tde. Tuttavia, guardando nella banda dell’infrarosso, è ora possibile vedere i Tde in molte più galassie, dimostrando che i buchi neri possono divorare stelle in una grande varietà di sistemi galattici.
La risoluzione del problema dell’energia mancante
Un altro problema risolto da questa scoperta riguarda la cosiddetta “energia mancante”. I fisici avevano teorizzato che i Tde dovrebbero irradiare più energia di quella osservata, ma il team del Mit suggerisce che la polvere potrebbe assorbire non solo le emissioni ottiche e di raggi X, ma anche la radiazione ultravioletta estrema, spiegando così la discrepanza.
Inoltre, i 18 nuovi rilevamenti aiutano gli astronomi a stimare la frequenza con cui si verificano i Tde in una determinata galassia. Sommando i nuovi Tde ai rilevamenti precedenti, si stima che un evento di distruzione mareale si verifichi una volta ogni 50mila anni in una galassia, un tasso che si avvicina alle previsioni teoriche.
Con ulteriori osservazioni nell’infrarosso, il team spera di affinare ulteriormente il tasso dei Tde e le proprietà dei buchi neri che li alimentano, aprendo nuove frontiere nella comprensione di questi fenomeni cosmici.