Il risveglio di un enorme buco nero

Alla fine del 2019, la galassia SDSS1335+0728, precedentemente insignificante, ha improvvisamente iniziato a brillare più luminosa che mai. Per capirne il motivo, un team internazionale ha utilizzato i dati provenienti da diversi osservatori spaziali e terrestri, tra cui il Very Large Telescope (VLT) dell’Osservatorio Europeo Australe (ESO), per studiare come è cambiata la luminosità della galassia. La conclusione a cui sono giunti i ricercatori è che stanno assistendo a cambiamenti mai visti prima in una galassia, probabilmente il risultato dell’improvviso risveglio del massiccio buco nero al suo centro.

“Immaginiamo di osservare una galassia lontana da anni e che sembri sempre calma e inattiva”, afferma Paula Sánchez Sáez, astronoma dell’ESO in Germania e autrice principale dello studio. All’improvviso, il suo nucleo inizia a mostrare drastici cambiamenti di luminosità, in modo totalmente diverso da quanto osservato prima.” Questo è quello che è successo a SDSS1335+0728 quando, nel dicembre 2019, ha aumentato la sua luminosità in modo scioccante. Ecco perché è ora classificato come un “nucleo galattico attivo” (AGN, una regione compatta e luminosa alimentata da un enorme buco nero).

Alcuni fenomeni, come le esplosioni di supernova o gli eventi di distruzione delle maree (quando una stella si avvicina troppo a un buco nero e si rompe), possono causare l’improvvisa illuminazione delle galassie. Ma queste variazioni di luminosità durano tipicamente qualche decina o, al massimo, qualche centinaio di giorni. Oggi, più di quattro anni dopo essere stato visto per la prima volta “accendersi”, SDSS1335+0728 continua ad aumentare di luminosità. Inoltre, le variazioni rilevate nella galassia, che si trova a 300 milioni di anni luce di distanza nella costellazione della Vergine, sono diverse da qualsiasi cosa sia stata osservata prima, il che porta a una spiegazione diversa.

Il team ha cercato di comprendere queste variazioni di luminosità utilizzando una combinazione di dati di archivio e nuove osservazioni provenienti da diverse strutture, incluso lo strumento X-shooter, installato sul VLT dell’ESO nel deserto di Atacama. Confrontando i dati rilevati prima e dopo dicembre 2019, i ricercatori hanno scoperto che SDSS1335+0728 ora irradia molta più luce nelle lunghezze d’onda ultravioletta, ottica e infrarossa. La galassia ha anche iniziato a emettere raggi X nel febbraio 2024. “Questo comportamento non ha precedenti”, afferma Sánchez Sáez, che è anche affiliato al Millennium Institute of Astrofisica (MAS), in Cile.

“L’opzione più tangibile per spiegare questo fenomeno è che stiamo vedendo come il nucleo della galassia inizia a mostrare attività”, dichiara la coautrice Lorena Hernández García, del MAS e dell’Università di Valparaíso, in Cile. “Se così fosse, questa sarebbe la prima volta che osserveremmo l’attivazione di un enorme buco nero in tempo reale.”

Ricreazione artistica della galassia SDSS1335+0728 che aumenta la sua luminosità a causa dell’aumento dell’attività del buco nero centrale che succhia materia. (Illustrazione: ESO / M. Kornmesser. Concessione di licenza CC BY 4.0)

La maggior parte delle galassie, inclusa la Via Lattea, hanno al centro un enorme buco nero (con masse più di centomila volte quella del nostro Sole). “Questi mostri giganti di solito dormono e non sono direttamente visibili”, spiega il coautore Claudio Ricci dell’Università Diego Portales, sempre in Cile. “Nel caso di SDSS1335+0728, abbiamo potuto osservare il risveglio del massiccio buco nero, che improvvisamente ha cominciato a nutrirsi del gas disponibile nei suoi dintorni, diventando molto luminoso.”

Questo processo non è mai stato osservato prima”, conferma Hernández García. Studi precedenti avevano sottolineato che le galassie inattive diventano attive dopo diversi anni, ma questa è la prima volta che il processo stesso, il risveglio del buco nero, viene osservato in Ricci, che è anche affiliato al Kavli Institute for Astronomy and Astrofisica dell’Università di Pechino in Cina, aggiunge: “Questo è qualcosa che potrebbe accadere anche al nostro Sgr A*, il massiccio buco nero situato al centro della nostra galassia”, ma non è chiaro quanto sia probabile che ciò possa accadere.

Sono ancora necessarie osservazioni di follow-up per escludere spiegazioni alternative. Un’altra possibilità è che stiamo assistendo a un evento di perturbazione delle maree insolitamente lento, o addirittura a un nuovo fenomeno. Se si trattasse davvero di un evento di perturbazione delle maree, sarebbe l’evento più lungo e debole mai osservato. “Indipendentemente dalla natura delle variazioni, questa galassia fornisce preziose informazioni su come i buchi neri crescono ed evolvono”, afferma Sánchez Sáez. “Speriamo che strumenti come MUSE sul VLT o quelli sul prossimo Extremely Large Telescope (ELT) aiuteranno a determinare perché la galassia brilla.”

Lo studio sul recente comportamento del nucleo di SDSS1335+0728 è pubblicato sulla rivista accademica Astronomy & Astrophysics. (Fonte: ESO. CC BY 4.0)

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