Unevento insolitorilevato dagli astronomi, AT2024tvd, si è rivelato essereuna stella distrutta dalla forza gravitazionale di un buco nero supermassiccio. Un fenomeno noto comeevento di distruzione marealeoTDE(Tidal Disruption Event, in inglese).
La peculiarità di questo evento è che il buco nero responsabile, pur essendo supermassiccio (circa un milione di volte la massa del Sole),non si trova al centro della sua galassia ospite. Si trova invece a circa 2.500-2.600 anni luce di distanza dal nucleo galattico, dove risiedeun buco nero supermassiccio ancora più massiccio(circa 100 milioni di volte la massa del Sole) che sta attivamente inghiottendo materia.
È la prima volta che un evento di disgregazione mareale di questo tipo vieneosservato nella luce visibilee la quarta volta che un TDE è associato a un buco nero non centrale. La presenza di buchi neri supermassicci erranti era stata prevista ma finora scarsamente documentata e questa scoperta, resa possibile da osservazioni con telescopi come Hubble e il Zwicky Transient Facility, suggerisce che tali oggetti potrebbero essere più comuni del previsto nelle galassie di maggiori dimensioni.
La presenza di questo buco nero supermassiccio errante sfida la nozione che i buchi neri supermassicci risiedano esclusivamente nei nuclei galattici
Gli scienziati ipotizzano che questi buchi neri erranti possano esserereliquie di passate fusioni di galassie.O il risultato di interazioni gravitazionali violente che li hannoespulsi dal centro galattico.
La presenza di più buchi neri supermassicci in una singola galassia è probabilmente una conseguenza delle fusioni galattiche. Le galassie più grandi si formano spesso dall’unione di galassie più piccole, ognuna delle quali porta con sé il proprio buco nero centrale.
Dopo una fusione, questi buchi neri supermassicci aggiuntivi di solito migrano verso il centro galattico e alla fine sifondonocon il buco nero centrale esistente. Tuttavia, questo processo può richiedere milioni o miliardi di anni.
Le galassie di grandi dimensioni possono teoricamente ospitare dozzine o addiritturacentinaia di buchi neri molto grandiche vagano al loro interno. Una possibile spiegazione per la posizione decentrata di AT2024tvd è che potrebbe essere un “ritardatario” di una fusione galattica avvenuta molto tempo fa.
Un’altra possibilità è che il buco nero sia stato espulso dal nucleo galattico a causa diinterazioni gravitazionali atre corpi con altri due buchi neri supermassicci. Questo meccanismo potrebbe averlo mantenuto legato alla galassia pur essendo lontano dal centro.
Tutte le galassie in cui sono stati osservati TDE decentrati sono molto grandi, suggerendouna correlazione tra le dimensioni della galassia, la storia delle fusioni e la probabilità di ospitare buchi neri vaganti.
L’evento si è verificato a 600 milioni di anni luce dalla Terra
I TDE sono eventi rari che si verificano quando una stella si avvicina troppo a un buco nero e vienespaghettificatadalla sua enorme gravità. Le forze mareali del buco nero allungano e distorcono la stella in sottili filamenti di materiale.
Questo processo rilasciauna potente emissione di luce visibile in diverse lunghezze d’onda elettromagnetiche.
I TDE da buchi neri centrali molto massicci in galassie molto grandi potrebbero non essere visibili in quanto la stella potrebbe passare attraversol’orizzonte degli eventiprima di essere disgregata, con l’energia rilasciata che rimane all’interno del buco nero. Se ipoteticamente ci trovassimo abbastanza vicini da vederlo accadere,vedremmo la stella semplicemente sparire nel nulla.
“Questa scoperta è significativa perché rivela una tipologia di buchi neri che non sapevamo nemmeno esistesse, o quantomeno avevamo scarse indicazioni a riguardo” spiega Ryan Chornock dell’Università della California Berkeley.
“I teorici avevano previsto l’esistenza di buchi neri massicci situati lontano dai centri galattici, ma ora si possono usare gli eventi di distruzione mareale (TDE) per trovarli.”
L’evento AT2024tvd è stato rilevato per la prima volta nel 2024 dalZwicky Transient Facility(ZTF), un sistema di rilevamento che cerca oggetti che improvvisamente si illuminano. Il sistema automatizzato di ZTF inizialmente non aveva identificato l’evento come un potenziale TDE perché non si trovava al centro della galassia ospite, il luogo tipico dei buchi neri supermassicci.
L’osservazione dell’evento apre nuove potenzialità nello studio dei buchi neri supermassicci
Solo in seguito, con osservazioni di follow-up a varie lunghezze d’onda (raggi X, radio, UV e visibile) effettuate da osservatori come l’Hubble Space Telescopee ilVery Large Array, gli scienziati hanno potuto confermare che si trattava di un TDE.
Le caratteristiche osservate, come il mantenimento di un’alta temperatura (a differenza delle supernove) e lo spettro UV chemostra elementi come carbonio e azoto, hanno supportato l’identificazione come TDE.
La scoperta di AT2024tvd e del buco nero vagante apre l’interapossibilità di scoprire questa sfuggente popolazione di buchi neri vaganticon future indagini nella volta stellata. Gli scienziati saranno motivati a cercare altri esempi di TDE decentrati.
I TDE possono servire comeun nuovo strumento per identificare e studiare i buchi neri supermassicciche non si trovano nei centri galattici. Se il buco nero supermassiccio vagante alla fine si fonderà con il buco nero centrale della galassia, questo evento genererebbe onde gravitazionali rilevabili dai futuri osservatori come LISA (previsto per il 2035). Questa scoperta potrebbe portare a un nuovo campo di studio incentrato sui buchi neri vaganti, che in precedenza erano difficili da rilevare.
Lo studioA Massive Black Hole 0.8 kpc from the Host Nucleus Revealed by the Offset Tidal Disruption Event AT2024tvd
sarà pubblicato suThe Astrophysical Journal Letters.
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