Un buco nero in rapida rotazione divora una stella

Si riteneva che il lampo luminoso straordinariamente brillante visibile in una galassia remota, chiamato ASASSN-15lh, fosse la più brillante supernova mai osservata. Ma nuove rilevazioni effettuate da vari osservatori, tra cui ESO, hanno messo in dubbio questa classificazione. Un gruppo di astronomi ha ipotizzato che la sorgente sia un evento ancora più estremo e molto raro: un buco nero in rapida rotazione che sta facendo a pezzi una stella imprudente che si è avvicinata troppo.

Nel 2015 la survey All Sky Automated Survey for SuperNovae (ASAS-SN) aveva rilevato un evento, denominato ASASSN-15lh, che era stato registrato come la supernova più brillante di sempre, catalogata come supernova superluminosa: uno degli eventi più estremi dell’Universo, l’esplosione di una stella estremamente massiccia alla fine della sua vita. Era brillante due volte tanto il record precedente e la sua luminosità di picco era 20 volte maggiore della luce totale emessa dalla Via Lattea.

Un team internazionale, guidato da Giorgos Leloudas del Weizmann Institute of Science, Israele, e del Dark Cosmology Centre, Danimarca, ha effettuato nuove osservazioni della galassia remota in cui è avvenuta l’esplosione, a circa 4 miliardi di anni luce dalla Terra, e ha proposto una nuova spiegazione per questo eccezionale evento.

“Abbiamo osservato la sorgente per dieci mesi in seguito all’evento e abbiamo concluso che probabilmente la spiegazione non è una supernova straordinariamente brillante. I nostri risultati indicano che l’evento è stato causato da un buco nero supermassiccio in rapida rotazione che ha distrutto una stella di piccola massa”.

In questo scenario, le forze gravitazionali estreme di un buco nero supermassiccio nel cuore della galassia hanno dilaniato una stella simile al Sole che si è avventurata troppo vicino: un evento di distruzione mareale osservato finora soltanto una decina di volte. Durante questo processo estremo la stella è stata “spaghettificata” e l’onda d’urto che si è sviluppata nei detriti della titanica collisione, insieme al calore generato, hanno provocato un lampo di luce. Questo ha fatto sì che il fenomeno fosse ricondotto all’esplosione di una supernova molto brillante, sebbene la stella avesse una massa insufficiente per poter diventare supernova.

Il team ha basato le nuove conclusioni su osservazioni effettuate da vari telescopi sia terrestri che spaziali. Tra questi il Very Large Telescope, il New Technology Telescope, entrambi dell’ESO, e il telescopio Hubble. “Vari aspetti delle osservazioni suggeriscono che questo evento sia stato una distruzione mareale e non una supernova superluminosa”, spiega il co-autore Morgan Fraser.

In particolare, i dati hanno rivelato che l’evento ha attraversato tre fasi differenti nel corso di dieci mesi di osservazione. L’aumento di luminosità in luce ultravioletta e l’aumento di temperatura riducono la probabilità di un evento di supernova. Inoltre il fenomeno è avvenuto in una galassia rossa, massiccia e passiva, e questa non è la sede usuale delle supernove superluminose, che di solito avvengono in galassie nane blu, ricche di formazione stellare.

Sebbene il team affermi l’improbabilità di un evento legato ad esplosione di supernova, riconosce che un classico evento di distruzione mareale non può essere una spiegazione adeguata. Nicholas Stone della Columbia University afferma: “L’evento di distruzione mareale che proponiamo non può essere spiegato da un buco nero supermassiccio non rotante. La nostra ipotesi è che ASASSN-15lh sia stato generato da un tipo di buco nero molto particolare”.

La massa della galassia implica che il buco nero supermassiccio presente al suo centro abbia una massa di almeno 100 milioni di volte quella solare. Un buco nero con una simile massa normalmente non sarebbe in grado di distruggere una stella al di fuori dell’orizzonte degli eventi, ma se si tratta di un buco nero in rapida rotazione, un buco nero di Kerr, la situazione cambia e questo limite non si applica.

“Anche utilizzando tutti i dati raccolti non possiamo affermare con certezza del 100 percento che ASASSN-15lh sia stato un evento di distruzione mareale”, conclude Leloudas. “Ma a questo punto si tratta della spiegazione più probabile”.
[ Barbara Bubbi ]

http://www.eso.org/public/news/eso1644/

Nell’immagine primo piano di una stella vicina a un buco nero supermassiccio (rappresentazione artistica)
Credit: ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser