Il raro evento, definito di "distruzione mareale", produce fortissimi bagliori, raggi X e radioemissioni. La sua osservazione permetterà di migliorare le conoscenze sull'evoluzione delle galassie
L'evento rarissimo del momento della cattura di una stella da parte di un buco nero è stato osservato dagli astronomi, permettendo di migliorare le nostre conoscenze sul funzionamento dei getti dei buchi neri e sull'evoluzione delle galassie. Il fatto in realtà si è verificato quasi quattro anni fa - l'11 novembre del 2014 - ma solo adesso gli astrofisici Dheeraj R. Pasham, del MIT, e Sjoert van Velzen, della Johns Hopkins University di Baltimore, hanno stabilito con certezza che si tratta proprio di un "evento di distruzione mareale" - così viene denominato - e hanno pubblicato i risultati delle loro elaborazioni sull'avvistamento in un articolo apparso su Astrophysical Journal che si può consultare in preprint ("Discovery of a time lag between the soft X-ray and radio emission of the tidal disruption flare ASASSN-14li: evidence for Linear disk-jet coupling").
La cattura di una stella da parte di un buco nero avviene molto raramente (gli scienziati stimano una frequenza di circa un evento ogni 10.000-100.000 anni, che cresce fino ad un evento ogni 10-100 anni nel caso in cui il fenomeno avvenga durante lo scontro di due galassie).
Man mano che una stella si avvicina ad un buco nero, viene tirata dall'enorme forza di attrazione, viene allungata e stirata fino a disgregarsi ed essere ridotta a brandelli. Una volta che ha ruotato intorno al buco nero e che la sua velocità iniziale la porta ad allontanarsene (come una cometa che, avvicinandosi al Sole, viene deviata dalla sua forza di attrazione e, dopo avergli ruotato intorno, se ne allontana), la stella ormai è ridotta ad un ammasso di detriti. Una parte di questi detriti ha una velocità sufficiente a sfuggire alla forza di gravità del buco nero, ma la maggior parte rimane all'interno della sua sfera di attrazione e forma un disco ruotante intorno ad esso (disco di accrescimento), che contribuisce ad alimentarne la massa e finisce per esserne risucchiato.
Al processo di 'cattura' sono generalmente associati fortissimi bagliori in tutte le frequenze dello spettro e si può vedere anche un violentissimo getto di particelle sparate a velocità relativistiche in due direzioni opposte rispetto alla posizione del buco nero.
La distruzione mareale di una stella provoca anche un'emissione nel campo dei raggi X e delle radioemissioni. Queste ultime scompaiono dopo pochi mesi e lo scopo del lavoro di Pasham e van Velzen era quello di studiare la correlazione esistente tra l'emissione di raggi X e delle radioemissioni, per tentare di comprenderne l'origine.
Questi elementi (emissione del getto di particelle ed emissioni elettromagnetiche nel campo delle radiofrequenze e dei raggi X) sono importanti perché collegati al meccanismo di evoluzione delle galassie, pertanto capire il loro funzionamento permette di comprendere la vita delle galassie. Per evoluzione delle galassie si intendono soprattutto i processi di nascita e morte delle stelle. Secondo le teorie attualmente più accreditate, all'interno delle galassie le stelle si formano grazie al raffreddamento della materia interstellare. Le regioni più dense collassano sotto l'azione della propria gravità, determinando un'aumento della temperatura della materia che collassa. Dopo varie frenate e collassamenti, le altissime pressioni e temperature innescano il processo di fusione nucleare dell'idrogeno in elio, che segna l'inizio della vita della stella. Quando, in vicinanza dei buchi neri, si ha l'emissione dei getti caldissimi di particelle, questi hanno la capacità di riscaldare l'ambiente circostante, aumentando la temperatura e impedendo la creazione di nuove stelle.
I due astrofisici hanno trovato una correlazione superiore al 99,99% tra l'emissione dei raggi X e dei raggi radio (la forma del grafico delle due emissioni è praticamente uguale, sebbene sfasata di 12 giorni, cioè i raggi radio vengono emessi 12 giorni dopo quelli X). L'esistenza di tale connessione è in disaccordo con il modello proposto finora, che prevedeva l'indipendenza delle due emissioni e l'assenza di correlazione.
I due autori hanno anche suggerito che responsabili della radioemissione siano gli elettroni accelerati all'interno del getto, hanno verificato che il loro modello preveda uno sfasamento, tra emissioni X e radio, pari proprio ai 12 giorni osservati e hanno stabilito che la forza del getto e il disco di accrescimento siano accoppiati linearmente. In altre parole, per i buchi neri vale la regola che quanto più velocemente divorano la materia circostante, tanto più potente sarà il getto emesso e tanto maggiore sarà il freno temporaneo alla creazione di stelle nella galassia.
http://www.nationalgeographic.it/scienza/spazio/2018/03/26/news/captata_l_eco_di_una_stella_catturata_da_un_buco_nero-3914141/
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