L’osservatorio a raggi X Chandra della NASA e altri telescopi hanno identificato un buco nero supermassiccio che ha fatto a pezzi una stella e ora sta usando quel relitto stellare per colpire un’altra stella o un buco nero più piccolo, come descritto nel nostro ultimo comunicato stampa . Questa ricerca aiuta a collegare due misteri cosmici e fornisce informazioni sull’ambiente attorno ad alcuni dei tipi più grandi di buchi neri. Questa illustrazione artistica mostra un disco di materiale (rosso, arancione e giallo) che è stato creato dopo che un buco nero supermassiccio (raffigurato sulla destra) ha fatto a pezzi una stella attraverso intense forze di marea . Nel corso di alcuni anni, questo disco si è espanso verso l’esterno fino a intersecarsi con un altro oggetto, una stella o un piccolo buco nero, che è anche in orbita attorno al buco nero gigante. Ogni volta che questo oggetto si schianta contro il disco, invia una scarica di raggi X rilevata da Chandra. L’inserto mostra i dati di Chandra (viola) e un’immagine ottica della sorgente da Pan-STARRS (rosso, verde e blu).
Nel 2019, un telescopio ottico in California ha notato un’esplosione di luce che gli astronomi hanno poi classificato come “evento di distruzione mareale”, o TDE. Si tratta di casi in cui i buchi neri distruggono le stelle se si avvicinano troppo attraverso le loro potenti forze mareali. Gli astronomi hanno dato a questo TDE il nome di AT2019qiz. Nel frattempo, gli scienziati stavano anche monitorando casi di un altro tipo di fenomeni cosmici occasionalmente osservati nell’Universo. Si trattava di brevi e regolari esplosioni di raggi X che si trovavano vicino a buchi neri supermassicci. Gli astronomi chiamarono questi eventi “eruzioni quasi periodiche” o QPE. Questo ultimo studio fornisce agli scienziati la prova che TDE e QPE sono probabilmente collegati. I ricercatori pensano che i QPE si verifichino quando un oggetto si schianta contro il disco lasciato indietro dopo il TDE. Sebbene possano esserci altre spiegazioni, gli autori dello studio propongono che questa sia la fonte di almeno alcuni QPE.
Nel 2023, gli astronomi hanno utilizzato sia Chandra che Hubble per studiare simultaneamente i detriti lasciati indietro dopo la fine della perturbazione mareale. I dati di Chandra sono stati ottenuti durante tre diverse osservazioni, ciascuna separata da circa 4 o 5 ore. L’esposizione totale di circa 14 ore di tempo Chandra ha rivelato solo un segnale debole nel primo e nell’ultimo pezzo, ma un segnale molto forte nell’osservazione centrale. Da lì, i ricercatori hanno utilizzato il Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) della NASA per osservare frequentemente AT2019qiz per ripetuti lampi di raggi X. I dati del NICER hanno mostrato che AT2019qiz erutta all’incirca ogni 48 ore. Le osservazioni del Neil Gehrels Swift Observatory della NASA e del telescopio AstroSat dell’India hanno consolidato la scoperta. I dati ultravioletti di Hubble, ottenuti contemporaneamente alle osservazioni di Chandra, hanno permesso agli scienziati di determinare le dimensioni del disco attorno al buco nero supermassiccio. Hanno scoperto che il disco era diventato abbastanza grande che se un qualsiasi oggetto orbitava attorno al buco nero e impiegava circa una settimana o meno per completare un’orbita, sarebbe entrato in collisione con il disco e avrebbe causato delle eruzioni.
Questo risultato ha implicazioni per la ricerca di altre eruzioni quasi periodiche associate a interruzioni mareali. Trovarne di più consentirebbe agli astronomi di misurare la prevalenza e le distanze di oggetti in orbite ravvicinate attorno a buchi neri supermassicci. Alcuni di questi potrebbero essere obiettivi eccellenti per i futuri osservatori di onde gravitazionali pianificati . L’articolo che descrive questi risultati appare nel numero del 9 ottobre 2024 della rivista Nature. Il primo autore dell’articolo è Matt Nicholl (Queen’s University Belfast in Irlanda) e l’elenco completo degli autori può essere trovato nell’articolo, disponibile online all’indirizzo: https://arxiv.org/abs/2409.02181 Il Marshall Space Flight Center della NASA gestisce il programma Chandra. Il Chandra X-ray Center dello Smithsonian Astrophysical Observatory controlla le operazioni scientifiche da Cambridge, Massachusetts, e le operazioni di volo da Burlington, Massachusetts.
Per saperne di più, leggi l’articolo dell’Osservatorio a raggi X Chandra della NASA.
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Descrizione visiva
Questa release presenta un rendering artistico che illustra il potere distruttivo di un buco nero supermassiccio. L’immagine digitale raffigura un disco di materiale stellare che circonda uno di questi buchi neri. Sul suo bordo esterno una stella vicina si scontra e vola attraverso il disco. Il buco nero si trova a metà del nostro bordo destro dell’immagine verticale. Somiglia a un semicerchio nero pece con una calotta a cupola di luce azzurra pallida. La metà inferiore del buco nero circolare è nascosta dietro il disco di materiale stellare. In questa illustrazione, il disco è visto di taglio. Somiglia a una fascia di gas giallo, arancione e rosso vorticoso, che taglia in diagonale dalla nostra destra centrale verso la nostra sinistra inferiore. Vicino alla nostra sinistra in basso, il bordo esterno del disco di detriti stellari si sovrappone a una sfera blu brillante circondata da vortici bianchi luminosi. Questa sfera rappresenta una stella vicina che si schianta attraverso il disco. Il disco stellare è il relitto di una stella distrutta. Un’onda blu elettrico e bianca mostra il gas più caldo nel disco. Quando la stella vicina si schianta contro il disco, lascia dietro di sé una scia di gas raffigurata come strisce di nebbia sottile. Vengono rilasciate esplosioni di raggi X, rilevate da Chandra. Sovrapposto nell’angolo in alto a sinistra dell’illustrazione c’è un riquadro che mostra un’immagine ravvicinata della sorgente in raggi X e luce ottica. La luce a raggi X è mostrata in viola e la luce ottica è bianca e beige.
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