Impressione artistica di un disco di gas che alimenta un enorme buco nero mentre emette radiazioni. Credito:NASA
I buchi neri supermassicci pesano da milioni a miliardi di volte di più del nostro sole e si trovano al centro della maggior parte delle galassie. Un buco nero supermassiccio parecchi milioni di volte la massa del sole si trova nel cuore della nostra Via Lattea.
Nonostante quanto siano comuni i buchi neri supermassicci, non è chiaro come crescano in proporzioni così enormi. Alcuni buchi neri ingeriscono costantemente gas nell'ambiente circostante, alcuni improvvisamente ingoiano stelle intere. Ma nessuna delle due teorie spiega in modo indipendente come i buchi neri supermassicci possano "accendersi" in modo così inaspettato e continuare a crescere così velocemente per un lungo periodo.
Un nuovo studio condotto dall'Università di Tel Aviv pubblicato oggi in Astronomia della natura scopre che alcuni buchi neri supermassicci sono stimolati a crescere, divorando improvvisamente una grande quantità di gas nell'ambiente circostante.
A febbraio 2017, l'All Sky Automated Survey for Supernovae ha scoperto un evento noto come AT 2017bgt. Inizialmente si credeva che questo evento fosse un evento di "deglutizione di stelle", o un evento di "perturbazione delle maree", perché la radiazione emessa attorno al buco nero è cresciuta di oltre 50 volte più luminosa di quanto osservato nel 2004.
Però, dopo lunghe osservazioni utilizzando una moltitudine di telescopi, un team di ricercatori guidati dal Dr. Benny Trakhtenbrot e dal Dr. Iair Arcavi, entrambi della Raymond &Beverly Sackler School of Physics and Astronomy di TAU, ha concluso che AT 2017bgt ha rappresentato un nuovo modo di "nutrire" i buchi neri.
"L'improvviso schiarimento di AT 2017bgt ricordava un evento di interruzione delle maree, " dice il dottor Trakhtenbrot. "Ma ci siamo subito resi conto che questa volta c'era qualcosa di insolito. Il primo indizio era un componente aggiuntivo della luce, che non era mai stato visto in eventi di interruzione delle maree."
Dottor Arcavi, che ha guidato la raccolta dei dati, aggiunge, "Abbiamo seguito questo evento per più di un anno con telescopi sulla Terra e nello spazio, e quello che abbiamo visto non corrispondeva a nulla che avevamo visto prima."
Le osservazioni corrispondevano alle previsioni teoriche di un altro membro del gruppo di ricerca, Prof. Hagai Netzer, anche dell'Università di Tel Aviv.
"Avevamo previsto negli anni '80 che un buco nero che ingoia il gas dai suoi dintorni potrebbe produrre gli elementi di luce visti qui, " dice il Prof. Netzer. "Questo nuovo risultato è la prima volta che il processo è stato visto nella pratica".
Astronomi degli Stati Uniti, Chile, Polonia e Regno Unito hanno preso parte allo sforzo di osservazione e analisi, che utilizzava tre diversi telescopi spaziali, compreso il nuovo telescopio NICER installato a bordo della Stazione Spaziale Internazionale.
Una delle immagini ultraviolette ottenute durante la frenesia di acquisizione dati si è rivelata la milionesima immagine scattata dall'Osservatorio Swift di Neil Gehrels, un evento celebrato dalla NASA, che gestisce questa missione spaziale.
Il team di ricerca ha identificato altri due eventi recentemente segnalati di buchi neri "accesi, " che condividono le stesse proprietà di emissione di AT 2017bgt. Questi tre eventi formano una nuova e allettante classe di riattivazione del buco nero.
"Non siamo ancora sicuri della causa di questo drammatico e improvviso aumento della velocità di alimentazione dei buchi neri, " conclude il dottor Trakhtenbrot. "Ci sono molti modi noti per accelerare la crescita di buchi neri giganti, ma in genere si verificano in tempi molto più lunghi".
"Speriamo di rilevare molti altri eventi di questo tipo, e seguirli con più telescopi che lavorano in tandem, " dice il dottor Arcavi. "Questo è l'unico modo per completare il nostro quadro della crescita del buco nero, per capire cosa lo accelera, e forse finalmente risolvere il mistero di come si formano questi mostri giganti."