Gli astronomi hanno raccolto per la prima volta la testimonianza più diretta della triturazione di una stella che vagava troppo vicino ad un buco nero supermassiccio. Il NASA Galaxy Evolution Explorer, un osservatorio spaziale, e il telescopio Pan-STARRS1 sulla vetta di Haleakala in Hawaii, sono stati tra i primi ad aiutare a identificare i resti stellari. I risultati del team appariranno nell'edizione online della rivista Nature.
"Buchi neri supermassicci, del peso di milioni a miliardi di volte più del sole, si nascondono nei centri della maggior parte delle galassie. Questi mostri pesanti giacciono in silenzio fino a quando una vittima ignara, come una stella, si aggira abbastanza vicina per essere fatta a pezzi dalle loro potenti grinfie gravitazionali", spiega la NASA. Questi incontri ravvicinati sono rari, si verificano all'incirca ogni 100.000 anni.
Gli astronomi hanno individuato questi omicidi stellari, ma questa è la prima volta che hanno identificato la vittima. Utilizzando diversi telescopi a terra e spaziali, un team di astronomi guidato da Suvi Gezari della Johns Hopkins University di Baltimora ha identificato la vittima come una stella ricca di gas elio. La stella si trovava in una galassia a 2,7 miliardi di anni luce di distanza.
"Quando la stella è squassata dalle forze gravitazionali del buco nero, una parte dei resti della stella cade nel buco nero, mentre il resto viene espulso ad alta velocità", ha detto Gezari. "Stiamo vedendo la luce dal gas stellare cadere nel buco nero nel corso del tempo. Stiamo anche assistendo alla firma spettrale del gas espulso, trovando per lo più elio. E' come se stessimo raccogliendo le prove da una scena del crimine. Nel gas c'era pochissimo idrogeno e per lo più elio, si rileva dal nucleo ricco di elio della stella macellata".
Questa osservazione produce intuizioni circa le difficili condizioni ambientali intorno ai buchi neri e le tipologie di stelle che turbinano intorno a loro. Non è la prima volta che la sfortunata ha avuto a che fare con il buco nero gigante. La stella potrebbe essere stata verso la fine della sua vita. Dopo aver consumato la maggior parte del suo combustibile idrogeno, probabilmente si era ingrandita a dismisura, diventando una gigante rossa.
Gli astronomi pensano che la stella girava attorno al buco nero in un'orbita fortemente ellittica, simile all'orbita di una cometa intorno al sole. La stella ha continuato il suo viaggio intorno al centro, fino a quando non si è avventurata ancora più vicino al buco nero per affrontare la sua fine definitiva. Gli astronomi prevedono che il cerchio di stelle nella parte centrale della nostra galassia Via Lattea sarà spogliato dal buco nero.
Per trovare questo evento, la squadra di Gezari ha monitorato centinaia di migliaia di galassie in luce ultravioletta con il Galaxy Evolution Explorer, e alla luce visibile con Pan-STARRS1. Pan-STARRS, abbreviazione di Panoramic Survey Telescope e Rapid Response System, analizza l'intero cielo notturno per tutti i tipi di fenomeni transitori, tra le supernove.
La squadra era alla ricerca di una fiammata brillante in luce ultravioletta dal nucleo di una galassia con un buco nero dormiente in precedenza. Entrambi i telescopi ne hanno individuato una nel giugno 2010. Gli astronomi hanno continuato a monitorare il brillamento, fino a quando ha raggiunto picchi di luminosità e un mese dopo lentamente sbiadito, fino alla fine dello scorso anno.
L'evento illuminante è stato simile all'energia esplosiva scatenata da una supernova, ma l'ascesa alla vetta era molto più lenta, prendendo quasi un mese e mezzo. "Più a lungo è durato l'evento, più eccitati dai risultati che abbiamo ottenuto, perché abbiamo capito che si tratta sia di una supernova molto particolare o un tipo completamente diverso di evento, come una stella che viene squarciata da un buco nero", ha detto un membro del team dell'Armin Rest of the Space Telescope Science Institute di Baltimora.
Misurando l'aumento di luminosità, gli astronomi hanno calcolato la massa del buco nero corrispondente a diversi milioni di soli, che è paragonabile alle dimensioni del buco nero della nostra Via Lattea. Le osservazioni spettroscopiche con il Multiple Meter Telescope Observatory situato sul Monte Hopkins in Arizona ha mostrato il buco nero che inghiottiva un sacco di elio.
La spettroscopia divide la luce nei suoi colori dell'arcobaleno, che produce caratteristiche di un oggetto, come ad esempio la temperatura e la composizione gassosa. Per escludere completamente la possibilità di un nucleo attivo divampando nella galassia, il team ha utilizzato il NASA Chandra X-ray Observatory per studiare il gas caldo. Chandra ha mostrato che le caratteristiche del gas non corrispondono a quelle di un nucleo galattico attivo.
Credit: NASA, S. Gezari (The Johns Hopkins University, Baltimore, Md.), A. Rest (Space Telescope Science Institute, Baltimore, Md.), and R. Chornock (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Ma.)
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