Insolito bagliore di raggi gamma è la morte di una stella inghiottita da buco nero

Buco nero - rappresentazione artistica della NASA

Secondo un team di astronomi guidato dall’University of California, Berkley, un picco brillante di raggi gamma osservato il 28 marzo scorso dal satellite Swift, potrebbe essere stato il rantolo di una stella cadente risucchiata e fatta a pezzi da un buco nero supermassiccio.

Quando il satellite Swift per la rilevazione di Gamma Burst per prima individuò lo scintillio all’interno della costellazione Draco, gli astronomi pensarono si trattasse di un’esplosione di raggi gamma dovuta al collasso di una stella. Tuttavia, il 31 marzo, Joshua Bloom dell’UC di Berkeley mandò una mail circolare con la quale suggeriva che non era stata per niente una tipica esplosione di raggi gamma, ma piuttosto un getto ad alta energia prodotto da una stella dalle dimensioni approssimative del nostro sole fatta a pezzi da un buco nero un milione di volte più massiccio.

Un’attenta analisi dei dati della Swift e successive osservazioni effettuate dall’Hubble Space Telescope e dal Chandra X-ray Observatory hanno poi confermato la supposizione iniziale di Bloom. I dettagli sono pubblicati oggi, giovedì 16 giugno, su Science Express, un supplemento della rivista Science.

“Questa è un’esplosione decisamente diversa da quelle a cui abbiamo assistito finora” sostiene Bloom.

Ciò che distingue questi raggi gamma, chiamati Sw 1644+57, da una ordinaria esplosione è la loro lunga durata e il fatto che sembrassero provenire dal centro di una galassia distante circa 4 miliardi di anni luce.
La maggior parte delle galassie, se non tutte, si pensa che contengano un buco nero massiccio al loro centro, un’esplosione prolungata potrebbe plausibilmente essere generata dal lento processo distruttivo di una stella cadente, sostengono gli astronomi.

“Questa esplosione ha prodotto una quantità incredibile di energia per un periodo piuttosto lungo,che si sta ancora perpetrando da più di due mesi e mezzo” sostiene Bloom, professore associato di astronomia a UC, Berkley.
“Ciò è dovuto al fatto che il buco nero ha distrutto la stella, e l’ammasso generato ha creato un vortice intorno ad esso, paragonabile a dell’acqua che scende giù per lo scarico, e questo processo vorticoso libera una notevole quantità di energia”

Bloom e i suoi colleghi nella loro pubblicazione su Science Express abbozzano che circa il 10% della massa della stella si sia trasformata in energia, irradiata sotto forma di raggi X dal vorticoso disco di accrescimento, o come raggi X e raggi gamma di più elevata energia dal getto che fora l’asse di rotazione. La Terra è stata puntata da un fascio di raggi gamma.

Bloom traccia un’analogia con un quasar, una galassia distante che emette luce ad elevata energia dovuta ad un massiccio buco nero al centro che divora le stelle e rilascia un fascio di raggi X lungo il suo asse di rotazione. Se osservate da un angolo, queste emissioni luminose vengono chiamate nuclei galattici attivi, se invece osservati da sotto l’asse del getto, blazar.
“Supponiamo che questo debba essere materiale fuoriuscito dal vortice, e stiamo osservando la base del cilindro” sostiene. “Il lancio di materiale è un fenomeno comune in presenza di dischi di accrescimento e i buchi neri in genere optano per l’espulsione del materiale.”

Tornando alle osservazioni precedenti su questa regione del cosmo, Bloom e il suo team potrebbero anche non rintracciare alcun segno di emissioni di raggi X o gamma, che gli faccia escludere che sia un evento irripetibile.

“Immaginate un buco nero quiescente, nessun pericolo di inghiottimento, e poi all’improvviso qualcosa esplode”, riflette Bloom. “Potrebbe accadere nella nostra galassia, dove un buco nero giace quiescente al centro, occasionalmente borbotta e singhiozza per aver inghiottito una quantità irrisoria di gas. Da lontano potrebbe sembrare assopito, fino a quando una stella casualmente si avvicina troppo e viene fatta a brandelli.”

Probabili maree distruttive di una stella dovute a un buco nero supermassiccio sono state precedentemente viste ai raggi X, ultravioletti e lunghezza d’onda ottica, ma mai prima d’ora a raggi gamma.
Questi eventi casuali, specialmente osservati dalla base del vortice, sono incredibilmente rari, ”probabilmente una volta ogni 100 milioni di anni in ogni galassia” fa sapere Bloom. “Sarei sorpreso di vederne un altro simile altrove nella prossima decade.”

Gli astronomi sospettano che le emissioni di raggi gamma iniziate il 24 o 25 marzo nella galassia non catalogata, ad un redshift di 0,3534 la posizionino ad una distanza di circa 3,8 miliardi di anni luce. Bloom e i suoi colleghi stimano che le emissioni si esauriranno il prossimo anno.

“Pensiamo che questo evento sia circoscritto nel tempo e che sia stato più luminoso che mai, e se davvero si tratta di una stella inghiottita da un buco nero supermassiccio, prevediamo che non si ripeterà in questa galassia” conclude Bloom.