Sopravvivere a un buco nero: possibile, ma non per sempre

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27 Aprile 2020

Gli astronomi hanno trovato una stella “sopravvissuta” (per ora) all’ingestione di un buco nero. Il suo segnale vitale? Emette raggi X ogni nove ore.

Quando i buchi neri inghiottono enormi quantità di materia irradiano anche raggi X, che vengono generati dal riscaldamento del materiale aspirato verso il fagocitatore cosmico. Tali segnali sono così luminosi che possiamo rilevarli dalla Terra.

Fin qui tutto ok, si tratta di “normale amministrazione”. Ciò che non è normale è rilevare raggi X con la regolarità di un orologio svizzero.

Questo il comportamento sconcertante riportato da un buco nero supermassiccio al centro di una galassia distante addirittura 250 milioni di anni luce da noi.

Ogni nove ore, boom – bagliore a raggi X.

Dopo un attento studio, l’astronomo Andrew King dell’Università di Leicester nel Regno Unito crede di aver identificato la causa: una stella morta è stata intrappolata su un’orbita ellittica con periodo di nove ore attorno al buco nero.

A ogni passaggio ravvicinato, o periastron, il buco nero assorbe più materiale della stella.

Andrew King afferma:

la nana bianca è intrappolata in un’orbita ellittica vicino al buco nero, in orbita ogni nove ore. A ogni periastron, che è circa 15 volte il raggio dell’orizzonte degli eventi del buco nero, viene strappato gas dalla stella in un disco di accrescimento attorno al buco nero. Questo fenomeno è la causa dell’emissione dei raggi X che stiamo rilevando.

Il buco nero è il nucleo di una galassia chiamata GSN 069 ed è abbastanza leggero per far parte della famiglia dei buchi neri supermassicci: la sua massa è solo 400.000 volte quella del Sole. Anche così, è attivo, circondato da un disco caldo di materiale di accrescimento, alimentando e facendo crescere il buco nero.

Secondo il modello di King, questo buco nero era appena nato quando una gigante rossa, cioè una stella simile al Sole negli ultimi stadi evolutivi della sua vita, vagava un po’ troppo vicino. Il fagocitatore cosmico disinvestì prontamente la stella dei suoi strati esterni, accelerando la sua evoluzione in una nana bianca, ossia il nucleo morto che rimane quando la stella ha esaurito il suo combustibile nucleare (le nane bianche brillano di calore residuo, non per i processi di fusione delle stelle viventi).

A quel punto la nana bianca è rimasta catturata e ora è in orbita attorno al buco nero.

 

 

Basandosi sull’analisi dei raggi X, su quello che sappiamo dei meccanismi di trasferimento di massa verso il buco nero e sull’orbita della stella, King è stato in grado di stimarne la massa.

La nana bianca dovrebbe avere una massa di circa 0,21 volte il nostro Sole

Ha calcolato che la nana bianca dovrebbe essere circa 0,21 volte la massa del nostro Sole, un valore assolutamente plausibile.

Se assumiamo quindi che la stella sia una nana bianca, possiamo anche dedurre, in base alla nostra comprensione di altre nane bianche e all’evoluzione stellare, che la stella sia ricca di elio, avendo da diverso tempo esaurito l’idrogeno.

È straordinario pensare che l’orbita, la massa e la composizione di una piccola stella distante 250 milioni di anni luce possano essere dedotte in questo modo

ha detto King.

Sulla base di questi parametri, ha anche predetto che l’orbita della stella oscilla leggermente, come una trottola che perde velocità. Questa oscillazione dovrebbe ripetersi ogni due giorni circa e potremmo persino essere in grado di rilevarla se osserveremo il sistema abbastanza a lungo.

Il buco nero di GSN 069 è abbastanza piccolo e ciò permette alla stella di viaggiare su un’orbita vicina a lui.

Per sopravvivere a un buco nero più massiccio, la stessa stella dovrebbe trovarsi su un’orbita molto più grande, il che significa che qualsiasi periodicità sarebbe più facile da perdere. E se la stella si allontanasse troppo, il buco nero la distruggerebbe.

È la prima volta che si osserva un sistema del genere però, King afferma che

In termini astronomici, questo evento è visibile ai nostri attuali telescopi per un breve periodo, circa 2000 anni, quindi a meno che non siamo stati straordinariamente fortunati ad averlo catturato, immagino che potrebbero essercene molti altri altrove nell’Universo.

Per quanto riguarda il futuro della stella, beh, se non cambiasse nulla, la stella rimarrà esattamente dove si trova, orbitando attorno al buco nero e continuando a essere lentamente spogliata del suo materiale per miliardi di anni. Ciò la farà aumentare di dimensioni e diminuire di densità fino a quando non si ridurrà a una massa planetaria, forse alla fine trasformandosi in un gigante gassoso.

Farà di tutto per scappare, ma non c’è scampo. Il buco nero la mangerà sempre più lentamente, ma non si fermerà mai.

ha concluso King.

 

 

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lunedì 27 aprile 2020 - 14:20
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