L'impressione di questo artista raffigura una stella simile al sole vicino a un buco nero supermassiccio in rapida rotazione, con una massa di circa 100 milioni di volte la massa del sole, al centro di una lontana galassia. La sua grande massa piega la luce delle stelle e del gas dietro di essa. Nonostante sia molto più massiccio della stella, il buco nero supermassiccio ha un orizzonte degli eventi che è solo 200 volte più grande delle dimensioni della stella. La sua rapida rotazione ha cambiato la sua forma in una sfera oblata. L'attrazione gravitazionale del buco nero supermassiccio fa a pezzi la stella in un evento di interruzione della marea. Nel processo, la stella è stata "spaghetificata" e gli urti nei detriti in collisione e il calore generato nell'accrescimento hanno portato a un'esplosione di luce. Credito:ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser
Nel 2015, l'All Sky Automated Survey for SuperNovae (ASAS-SN) ha rilevato un evento, denominato ASASSN-15lh, che è stata registrata come la supernova più brillante di sempre e classificata come supernova superluminosa, l'esplosione di una stella estremamente massiccia alla fine della sua vita. Era due volte più brillante del precedente detentore del record, e al suo apice era 20 volte più luminoso dell'emissione luminosa totale dell'intera Via Lattea.
Una squadra internazionale, guidato da Giorgos Leloudas al Weizmann Institute of Science, Israele, e il Centro di Cosmologia Oscura, Danimarca, ha ora effettuato ulteriori osservazioni della lontana galassia, a circa 4 miliardi di anni luce dalla Terra, dove è avvenuta l'esplosione e hanno proposto una nuova spiegazione per questo straordinario evento.
"Abbiamo osservato la fonte per 10 mesi dopo l'evento e abbiamo concluso che è improbabile che la spiegazione risieda in una supernova straordinariamente luminosa. I nostri risultati indicano che l'evento è stato probabilmente causato da un buco nero supermassiccio in rapida rotazione che ha distrutto un buco nero di piccola massa. stella, " spiega Leloudas.
In questo scenario, le forze gravitazionali estreme di un buco nero supermassiccio, situato al centro della galassia ospite, ha fatto a pezzi una stella simile al Sole che vagava troppo vicino, un cosiddetto evento di interruzione delle maree, qualcosa finora osservato solo circa 10 volte. Nel processo, la stella è stata "spaghetificata" e gli urti nei detriti in collisione e il calore generato nell'accrescimento hanno portato a un'esplosione di luce. Ciò ha dato all'evento l'aspetto di un'esplosione di supernova molto luminosa, anche se la stella non sarebbe diventata da sola una supernova in quanto non aveva massa sufficiente.
Il team ha basato le sue nuove conclusioni sulle osservazioni di una selezione di telescopi, sia a terra che nello spazio. Tra questi c'era il Very Large Telescope all'Osservatorio dell'ESO al Paranal, il New Technology Telescope all'Osservatorio di La Silla dell'ESO e il telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA. Le osservazioni con l'NTT sono state effettuate nell'ambito della Public ESO Spectroscopic Survey of Transient Objects (PESSTO).
"Ci sono diversi aspetti indipendenti nelle osservazioni che suggeriscono che questo evento sia stato davvero un'interruzione della marea e non una supernova superluminosa, " spiega il coautore Morgan Fraser dell'Università di Cambridge, Regno Unito (ora allo University College Dublin, Irlanda).
In particolare, i dati hanno rivelato che l'evento ha attraversato tre fasi distinte nei 10 mesi di osservazione di follow-up. Questi dati nel complesso assomigliano più da vicino a ciò che ci si aspetta per un'interruzione di marea rispetto a una supernova superluminosa. Un ri-illuminamento osservato nella luce ultravioletta e un aumento della temperatura riducono ulteriormente la probabilità di un evento di supernova. Per di più, il luogo dell'evento:un rosso, galassia massiccia e passiva, non è la solita casa per un'esplosione di supernova superluminosa, che normalmente si presentano in blu, galassie nane che formano stelle.
La rappresentazione di un artista di un buco nero supermassiccio in rapida rotazione circondava i resti rotanti di una stella che è stata fatta a pezzi dalle forze di marea del buco nero. Credito:ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser
Sebbene il team affermi che una sorgente di supernova è quindi molto improbabile, accettano che neanche un classico evento di interruzione di marea sarebbe una spiegazione adeguata per l'evento. Il membro del team Nicholas Stone della Columbia University, STATI UNITI D'AMERICA, elabora:"L'evento di interruzione di marea che proponiamo non può essere spiegato con un buco nero supermassiccio non rotante. Sosteniamo che ASASSN-15lh sia stato un evento di interruzione di marea derivante da un tipo molto particolare di buco nero."
La massa della galassia ospite implica che il buco nero supermassiccio al suo centro abbia una massa di almeno 100 milioni di volte quella del Sole. Un buco nero di questa massa normalmente non sarebbe in grado di distruggere le stelle al di fuori del suo orizzonte degli eventi, il confine entro il quale nulla è in grado di sfuggire alla sua attrazione gravitazionale. Però, se il buco nero è di un tipo particolare che gira rapidamente, un cosiddetto buco nero di Kerr, la situazione cambia e questo limite non si applica più.
"Anche con tutti i dati raccolti non possiamo dire con certezza al 100% che l'evento ASASSN-15lh sia stato un evento di interruzione delle maree, " conclude Leloudas. "Ma è di gran lunga la spiegazione più probabile."
Questa ricerca è stata presentata in un documento intitolato "The Superluminous Transient ASASSN-15lh as a Tidal Disruption Event from a Kerr Black Hole", di G. Leloudas et al. per apparire nel nuovo Astronomia della natura rivista.
