Un breve e insolito lampo avvistato nel cielo notturno il 16 giugno, 2018, perplessi astronomi e astrofisici di tutto il mondo. L'evento, chiamato AT2018cow e soprannominato "la mucca" dopo le lettere finali coincidenti nel suo nome ufficiale, è diverso da qualsiasi esplosione celeste mai vista prima, suscitando molteplici teorie sulla sua origine.

In tre giorni, la Mucca ha prodotto un'improvvisa esplosione di luce almeno 10 volte più luminosa di una tipica supernova, e poi è sbiadito nei mesi successivi. Questo evento insolito si è verificato all'interno o vicino a una galassia in formazione stellare nota come CGCG 137-068, situato a circa 200 milioni di anni luce di distanza nella costellazione di Ercole. La mucca è stata osservata per la prima volta dal telescopio Last Alert System, finanziato dalla NASA, alle Hawaii.

Allora, cos'è esattamente la mucca? Utilizzando i dati di più missioni della NASA, tra cui l'Osservatorio Swift di Neil Gehrels e il Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR), due gruppi stanno pubblicando articoli che forniscono possibili spiegazioni sulle origini della mucca. Un articolo sostiene che la mucca è un mostro buco nero che fa a pezzi una stella che passa. Il secondo articolo ipotizza che sia una supernova, un'esplosione stellare, che ha dato vita a un buco nero oa una stella di neutroni.

I ricercatori di entrambi i team hanno condiviso le loro interpretazioni in una tavola rotonda giovedì, 10 gennaio al 233° incontro dell'American Astronomical Society a Seattle.

Un buco nero che distrugge una stella compatta?

Una possibile spiegazione della Mucca è che una stella è stata fatta a pezzi in quello che gli astronomi chiamano un "evento di interruzione delle maree". Proprio come la gravità della Luna fa gonfiare gli oceani della Terra, creare maree, un buco nero ha un effetto simile ma più potente su una stella in avvicinamento, alla fine spezzandolo in un flusso di gas. La coda del flusso di gas viene espulsa dal sistema, ma il bordo d'attacco torna indietro intorno al buco nero, si scontra con se stesso e crea una nuvola ellittica di materia. Secondo un team di ricerca che utilizza dati che vanno dalla radiazione infrarossa ai raggi gamma di Swift e altri osservatori, questa trasformazione spiega meglio il comportamento della mucca.

"Non abbiamo mai visto niente esattamente come la mucca, che è molto eccitante, " ha detto Amy Lien, un assistente ricercatore presso l'Università del Maryland, Contea di Baltimora e Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. "Pensiamo che un'interruzione di marea abbia creato il rapido, esplosione di luce davvero insolita all'inizio dell'evento e spiega al meglio le osservazioni multilunghezza d'onda di Swift mentre sbiadiva nei prossimi mesi."

Lien e i suoi colleghi pensano che la stella sminuzzata fosse una nana bianca, un residuo stellare grosso modo delle dimensioni della Terra che segna lo stato finale di stelle come il nostro Sole. Hanno anche calcolato che la massa del buco nero varia da 100, da 000 a 1 milione di volte il Sole, grande quasi quanto il buco nero centrale della sua galassia ospite. È insolito vedere buchi neri di questa scala al di fuori del centro di una galassia, ma è possibile che la mucca si sia verificata in una vicina galassia satellite o in un ammasso globulare le cui popolazioni stellari più vecchie potrebbero avere una percentuale maggiore di nane bianche rispetto alle galassie medie.

Un documento che descrive i risultati, co-autore di Lien, apparirà in una futura edizione della rivista Avvisi mensili della Royal Astronomical Society .

"La mucca ha prodotto una grande nuvola di detriti in un tempo molto breve, " ha detto l'autore principale Paul Kuin, un astrofisico presso l'University College London (UCL). "Distruggere una stella più grande per produrre una nuvola come questa richiederebbe un buco nero più grande, comporta un aumento della luminosità più lento e impiega più tempo a consumare i detriti."

O una nuova visione di una supernova?

Un altro team di scienziati è stato in grado di raccogliere dati sulla mucca su una gamma ancora più ampia di lunghezze d'onda, dalle onde radio ai raggi gamma. Sulla base di tali osservazioni, il team suggerisce che una supernova potrebbe essere la fonte della mucca. Quando una stella enorme muore, esplode come una supernova e lascia dietro di sé un buco nero o un oggetto incredibilmente denso chiamato stella di neutroni. La Mucca potrebbe rappresentare la nascita di uno di questi resti stellari.

"Abbiamo visto caratteristiche nella mucca che non abbiamo mai visto prima in un transitorio, o cambiando rapidamente, oggetto, " disse Raffaella Margutti, un astrofisico alla Northwestern University di Evanston, Illinois, e autore principale di uno studio sulla mucca che sarà pubblicato su The Giornale Astrofisico . "Il nostro team ha utilizzato dati a raggi X ad alta energia per dimostrare che la mucca ha caratteristiche simili a un corpo compatto come un buco nero o un materiale che consuma una stella di neutroni. Ma in base a ciò che abbiamo visto in altre lunghezze d'onda, pensiamo che questo sia stato un caso speciale e che potremmo aver osservato, per la prima volta, la creazione di un corpo compatto in tempo reale".

Il team di Margutti ha analizzato i dati di più osservatori, tra cui NuSTAR della NASA, I satelliti XMM-Newton e INTEGRAL dell'ESA (Agenzia spaziale europea), e il Very Large Array della National Science Foundation. Il team propone che il brillante lampo ottico e ultravioletto della Mucca abbia segnalato una supernova e che le emissioni di raggi X che sono seguite poco dopo l'esplosione provenissero dall'energia irradiata dal gas mentre cadeva su un oggetto compatto.

Tipicamente, la nuvola di detriti in espansione di una supernova blocca qualsiasi luce proveniente dall'oggetto compatto al centro dell'esplosione. A causa delle emissioni di raggi X, Margutti e i suoi colleghi suggeriscono che la stella originale in questo scenario potrebbe essere stata di massa relativamente bassa, producendo una nuvola di detriti relativamente più sottile attraverso la quale i raggi X dalla sorgente centrale potrebbero sfuggire.

"Se stiamo assistendo alla nascita di un oggetto compatto in tempo reale, questo potrebbe essere l'inizio di un nuovo capitolo nella nostra comprensione dell'evoluzione stellare, " ha detto Brian Grefenstette, uno scienziato di strumenti NuSTAR al Caltech e coautore dell'articolo di Margutti. "Abbiamo osservato questo oggetto con molti osservatori diversi, e ovviamente più finestre apri su un oggetto, più puoi imparare a riguardo. Ma, come stiamo vedendo con la Mucca, ciò non significa necessariamente che la soluzione sarà semplice".