Il feroce buco nero divora tre volte più stelle della Terra ogni volta che passa

La massiccia esplosione di raggi X scoperta dagli astronomi dell’Università di Leicester suggerisce che la materia tre volte la massa della Terra si sta bruciando in… Buco nero.

Una stella come il nostro Sole in una galassia vicina viene gradualmente divorata da un piccolo ma famelico buco nero, perdendo la massa equivalente a tre pianeti terrestri ogni volta che passa.

La scoperta degli astronomi dell’Università di Leicester è stata riportata sulla rivista il 7 settembre Astronomia della natura Fornisce l’”anello mancante” nella nostra conoscenza dei buchi neri che interrompono le stelle attorno a cui orbitano. Ciò indica che esiste un’intera popolazione di stelle in via di consumazione che sono ancora da scoprire.

Il team ha ricevuto il sostegno dell’Agenzia spaziale britannica e del Science and Technology Facilities Council (STFC) del Regno Unito.

Dettagli della scoperta

Gli astronomi sono stati avvisati dell’imminente catastrofe della stella da un brillante lampo di raggi X che sembra provenire dal centro della vicina galassia 2MASX J02301709+2836050, a circa 500 milioni di anni luce dalla galassia. via Lattea. L’asteroide è stato chiamato Swift J0230 ed è stato osservato nel momento in cui si è verificato per la prima volta utilizzando un nuovo strumento sviluppato dagli scienziati per l’Osservatorio Neil Gehrels Swift. Hanno programmato rapidamente osservazioni più rapide e hanno scoperto che invece di svanire come previsto, avrebbe brillato intensamente per 7-10 giorni e poi si sarebbe spento improvvisamente, ripetendo questo processo circa ogni 25 giorni.

Un’immagine visiva della galassia in cui si è verificato il nuovo evento, tratta dai dati di archivio PanSTARRS. L’oggetto a raggi X si trova da qualche parte all’interno del cerchio bianco e ha le dimensioni di una capocchia di spillo a 100 metri. Viene mostrata anche la posizione di una supernova di due anni. Credito: Daniele B. malisani/panstars

Collega i pezzi mancanti

Un comportamento simile è stato osservato nelle cosiddette esplosioni quasi-periodiche e nelle esplosioni nucleari periodiche, dove la stella ha materiale che viene fatto a pezzi da un buco nero quando la sua orbita si avvicina ad esso, ma differiscono nel numero di volte in cui eruttano e in se esplodono o meno. L’esplosione dei raggi X o della luce ottica è dominante. La regolarità delle emissioni di Swift J0230 è diminuita tra i due, suggerendo che esso costituisca “l’anello mancante” tra i due tipi di eruzioni.

Utilizzando come guida i modelli proposti di queste due classi di eventi, gli scienziati hanno concluso che l’esplosione di Swift J0230 rappresenta una stella di dimensioni simili al nostro Sole in un’orbita ellittica attorno a un buco nero di piccola massa al centro della sua galassia. . Quando l’orbita della stella si avvicina all’intensa attrazione gravitazionale del buco nero, la materia equivalente alla massa di tre pianeti terrestri viene estratta dall’atmosfera della stella e riscaldata mentre cade nel buco nero. Caldo estremo, circa 2 milioni di gradi Centigradorilasciando un’enorme quantità di raggi X che furono catturati per la prima volta dal satellite Swift.

Ora non lo vedi, ora lo vedi! Immagini a raggi X della stessa posizione nel cielo prima (a sinistra) e dopo (a destra) l’eruzione dello Swift J0230. Queste immagini sono state riprese dal telescopio a raggi X a bordo del satellite Swift. Credito: Phil Evans (Università di Leicester)/NASA SWIFT

Approfondimenti di esperti

L’autore principale, il dottor Phil Evans, della Scuola di Fisica e Astronomia dell’Università di Leicester, ha dichiarato: “Questa è la prima volta che vediamo una stella come il nostro Sole essere ripetutamente lacerata e consumata da un buco nero di piccola massa. Questi cosiddetti eventi di “disturbi mareali frequenti e parziali” sono essi stessi una scoperta completamente nuova e sembrano ricadere in due tipi: quelli che eruttano ogni poche ore e quelli che eruttano ogni anno circa. Questo nuovo sistema rientra proprio nel divario tra questi elementi e, quando si eseguono i numeri, si scopre che anche i tipi di oggetti coinvolti rientrano a posto.

Il dottor Rob Isles-Ferris, che lavora con il dottor Evans sul satellite Swift, ha recentemente completato un dottorato di ricerca presso l’Università di Leicester, che prevedeva lo studio delle stelle disgregate dai buchi neri. “Nella maggior parte dei sistemi che abbiamo osservato in passato, la stella è stata completamente distrutta”, spiega. Swift J0230 è un’interessante aggiunta alla classe delle stelle turbolente, in parte perché ci mostra che le due classi di questi oggetti precedentemente trovati sono effettivamente correlate, con il nostro nuovo sistema che ci fornisce l’anello mancante.

Illustrazione dell’Osservatorio Girls Swift di Neil. Credito: NASA

Restate sintonizzati per ulteriori scoperte

“Dato che abbiamo trovato Swift J0230 entro pochi mesi dall’attivazione del nostro nuovo captatore di transitori, ci aspettiamo che ce ne siano molti di più”, ha affermato il dottor Kim Page dell’Università di Leicester, che ha analizzato i dati per lo studio. Cose come questa sono là fuori, in attesa di essere scoperte.

Il dottor Chris Nixon è un astrofisico teorico che si è recentemente trasferito dall’Università di Leicester all’Università di Leeds. Ha guidato l’interpretazione teorica di questo evento. La sua ricerca è finanziata dal Science and Technology Facilities Council del Regno Unito e dal Leverhulme Trust.

I ricercatori stimano che la massa del buco nero sia circa 10.000-100.000 volte la massa del nostro Sole, che è molto piccola per i buchi neri supermassicci che si trovano tipicamente al centro delle galassie. Si ritiene che il buco nero al centro della nostra galassia abbia una massa di 4 milioni di masse solari, mentre la maggior parte di esso si trova in una regione con una massa di 100 milioni di masse solari.

Questo è il primo rilevamento effettuato utilizzando il nuovo rilevatore di transitori satellitari Swift, sviluppato dal team dell’Università di Leicester e in esecuzione sui propri computer. Quando un evento estremo provoca un’esplosione di raggi X in un’area del cielo dove prima non c’erano raggi X, gli astronomi lo chiamano transitorio astronomico di raggi X. Nonostante gli eventi estremi che annunciano, questi eventi non sono facili da trovare, o almeno non rapidamente, quindi questo nuovo strumento è stato sviluppato per cercare nuovi tipi di transitori in tempo reale.

“Questo tipo di oggetto non era rilevabile finché non abbiamo costruito questa nuova struttura, e subito dopo abbiamo scoperto questo evento completamente nuovo e mai visto prima”, aggiunge il dottor Evans. Swift ha quasi 20 anni e all’improvviso ha scoperto eventi completamente nuovi di cui non sapevamo nemmeno l’esistenza. Penso che questo dimostri che ogni volta che trovi un nuovo modo di guardare lo spazio, impari qualcosa di nuovo e scopri che c’è qualcosa che prima non sapevi.

Cooperazione internazionale e prospettive future

La dott.ssa Caroline Harper, responsabile delle scienze spaziali presso l’Agenzia spaziale britannica, ha dichiarato: “Questa è un’altra entusiasmante scoperta della missione leader a livello mondiale Swift: un buco nero di piccola massa che riceve “morsi” da una stella simile al sole mentre orbita attorno. .” abbastanza vicino.

“L’Agenzia spaziale britannica sta lavorando in collaborazione con NASA In questa missione da molti anni; Il Regno Unito ha guidato lo sviluppo hardware di due strumenti scientifici chiave e ha fornito finanziamenti per lo Swift Science Data Centre, che continuiamo a sostenere. Attendiamo con ansia ulteriori approfondimenti da parte di Swift sui lampi di raggi gamma in tutto l’universo e sugli enormi eventi che causano in futuro.

Per ulteriori informazioni su questa scoperta, guarda la stella simile al sole Swift Spies della NASA che viene consumata morso dopo morso.

Riferimento: “Outburst mensili quasi periodici derivanti da ricorrenti disturbi stellari da parte di un buco nero massiccio” di PA Evans, CJ Nixon, S. Campana, P. Charalampopoulos, DA Perley, AA Breeveld, KL Page, SR Oates, RAJ Eyles-Ferris , D. P. Malesani, L. Izzo, M. R. Goad, P. T. O’Brien, J. P. Osborne, P. Sparovati, 7 settembre 2023, Astronomia della natura.
doi: 10.1038/s41550-023-02073-j