Nella costellazione del Cigno, a circa 1 miliardo di anni luce dalla Terra, un team di astronomi ha individuato una coppia di buchi neri supermassicci che stanno dando origine a emissioni luminose regolari e particolarmente insolite. La scoperta, resa possibile grazie all’osservatorio Neil Gehrels Swift e al Zwicky Transient Facility (ZTF) in California, sta aprendo nuovi scenari nella comprensione dei fenomeni cosmici estremi.
Questi buchi neri, situati al centro della galassia 2MASX J21240027+3409114, completano un’orbita reciproca ogni 130 giorni, mantenendo una distanza di circa 26 miliardi di chilometri l’uno dall’altro. Gli studi suggeriscono che i due colossi cosmici siano coinvolti in una danza gravitazionale destinata a culminare in una fusione catastrofica tra circa 70.000 anni.
Emissioni luminose e il mistero delle variazioni regolari
Le insolite emissioni luminose, caratterizzate da un picco regolare, sono state notate per la prima volta nel marzo del 2021, quando un sistema automatizzato del ZTF ha rilevato rapidi cambiamenti nella luminosità del cielo settentrionale. Inizialmente, il fenomeno era stato interpretato come una possibile supernova, ma nuove esplosioni nel 2022 hanno messo in discussione questa ipotesi, spingendo gli scienziati a cercare altre spiegazioni.
Le successive analisi spettrali condotte da osservatori in Messico, India e Spagna hanno rivelato uno schema luminoso ricorrente a forma di “M”, che si ripete ogni due o tre mesi. Questo comportamento non si adatta ai modelli conosciuti di supernove o di nuclei galattici attivi (AGN) tradizionali, portando alla necessità di un nuovo modello teorico per spiegare il fenomeno.
Il ruolo della nube gassosa
Secondo il modello più accreditato, le emissioni a forma di “M” sarebbero causate dall’interazione dei due buchi neri con una vasta nube di gas, più grande del sistema binario stesso. Si ritiene che questa nube sia stata strappata e frammentata dalle immense forze gravitazionali dei buchi neri, creando un meccanismo di emissione ripetitiva ogni volta che uno dei buchi neri attraversa la nube.
Negli ultimi tre anni, i due buchi neri hanno assorbito tra 1,5 e 2 masse solari di gas dalla nube circostante, un processo che contribuisce alla formazione di emissioni luminose particolarmente intense.
Indizi da raggi X e ultravioletto
Ulteriori osservazioni effettuate nel 2022 con l’osservatorio Neil Gehrels Swift hanno confermato la presenza di un comportamento luminoso ricorrente sia nei raggi X che nell’ultravioletto, rafforzando l’ipotesi che il fenomeno sia legato alla dinamica complessa del sistema binario. Tuttavia, non sono ancora state escluse altre spiegazioni, come un evento distruttivo mareale (TDE), in cui una stella viene disgregata dalla gravità di un buco nero.
Fusioni galattiche
Un ulteriore elemento di interesse è rappresentato dalla probabile fusione in corso tra la galassia 2MASX J21240027+3409114 e una galassia vicina, situata a circa 29.000 anni luce di distanza. Questa interazione potrebbe essere responsabile della formazione delle enormi nubi di gas osservate, che alimentano i due buchi neri supermassicci.
Le fusioni galattiche sono notoriamente associate alla formazione di strutture gassose e polverose, ma limitazioni strumentali avevano finora impedito di osservarle con dettagli così precisi. Il lancio del ZTF nel 2018 ha rappresentato un punto di svolta, permettendo di monitorare fenomeni cosmici transitori con una sensibilità senza precedenti.
Prospettive per la ricerca
La fusione dei due buchi neri supermassicci, prevista tra circa 70.000 anni, sarà un evento di proporzioni straordinarie, generando potenti onde gravitazionali che potrebbero essere rilevate da strumenti futuri. Nel frattempo, lo studio di queste insolite emissioni luminose offre un’opportunità unica per approfondire la conoscenza delle dinamiche che governano i sistemi binari di buchi neri e le loro interazioni con l’ambiente circostante.