Un satellite della NASA alla ricerca di nuovi pianeti nello spazio ha offerto agli astronomi uno sguardo inaspettato su un buco nero che fa a pezzi una stella.

È uno degli sguardi più dettagliati finora sul fenomeno, chiamato evento di interruzione delle maree (o TDE), e il primo per il Transiting Exoplanet Survey Satellite della NASA (più comunemente chiamato TESS.)

Il traguardo è stato raggiunto con l'aiuto di una rete mondiale di telescopi robotici con sede presso la Ohio State University chiamata ASAS-SN (All-Sky Automated Survey for Supernovae). Astronomi degli Osservatori Carnegie, Ohio State e altri hanno pubblicato oggi le loro scoperte in Il Giornale Astrofisico .

"Abbiamo monitorato da vicino le regioni del cielo in cui TESS sta osservando con i nostri telescopi ASAS-SN, ma siamo stati molto fortunati con questo evento in quanto la porzione di cielo dove TESS osserva continuamente è piccola, e in quanto questo è stato uno dei TDE più brillanti che abbiamo visto, "ha detto Patrick Vallely, coautore dello studio e ricercatore laureato della National Science Foundation presso lo stato dell'Ohio. "Grazie alla rapida scoperta di ASAS-SN e agli incredibili dati di TESS, siamo stati in grado di vedere questo TDE molto prima di quanto ne abbiamo visti altri:ci dà una nuova visione di come si formano i TDE."

Gli eventi di interruzione delle maree si verificano quando una stella si avvicina troppo a un buco nero. A seconda di una serie di fattori, compresa la dimensione della stella, la dimensione del buco nero e quanto è vicina la stella al buco nero, il buco nero può assorbire la stella o farla a pezzi in un lungo, filo simile a spaghetti.

"I dati di TESS ci permettono di vedere esattamente quando questo evento distruttivo, denominato ASASSN-19bt, ha iniziato a diventare più luminoso, che non siamo mai stati in grado di fare prima, " ha detto Thomas Holoien, un Carnegie Fellow al Carnegie Observatories di Pasadena, California, che ha conseguito il dottorato di ricerca nello stato dell'Ohio. "Poiché abbiamo scoperto rapidamente l'interruzione delle maree con l'ASAS-SN a terra, siamo stati in grado di innescare osservazioni di follow-up a più lunghezze d'onda nei primi giorni. I primi dati saranno incredibilmente utili per modellare la fisica di queste esplosioni".

ASAS-SN è stato il primo sistema a vedere che un buco nero stava facendo a pezzi una stella. Holoien stava lavorando presso l'Osservatorio Las Campanas in Cile il 29 gennaio, 2019, quando ha ricevuto un avviso da uno dei telescopi robotici di ASAS-SN in Sud Africa. Holoien ha addestrato due telescopi Las Campanas sull'evento di interruzione delle maree e poi ha richiesto osservazioni di follow-up da altri telescopi in tutto il mondo.

TESS stava già monitorando la parte esatta del cielo in cui il telescopio ASAS-SN ha scoperto l'evento di interruzione della marea. Non è stata solo una fortuna che i telescopi e il satellite si siano allineati, dopo che TESS è stato lanciato nel luglio 2018, il team dietro ASAS-SN ha dedicato più tempo dei telescopi ASAS-SN alle parti del cielo che TESS stava osservando.

Ma è stata una fortuna che l'evento di interruzione della marea si sia verificato nelle linee di vista dei sistemi, ha detto Chris Kochanek, professore di astronomia all'Ohio State.

Le interruzioni di marea sono rare, che si verifica una volta ogni 10, da 000 a 100, 000 anni in una galassia delle dimensioni della Via Lattea. Supernovae, a confronto, succede ogni 100 anni o giù di lì. Gli scienziati hanno osservato circa 40 eventi di interruzione delle maree nel corso della storia (ASAS-SN ne vede alcuni all'anno). Gli eventi sono rari, Kochanek ha detto, soprattutto perché le stelle devono essere molto vicine a un buco nero, circa la distanza che la Terra è dal nostro sole, per crearne uno.

"Immagina di trovarti in cima a un grattacielo in centro, e fai cadere una biglia dalla cima, e stai cercando di farlo cadere in un buco in un tombino, " ha detto. "È più difficile di così."

E poiché ASAS-SN ha rilevato in anticipo l'evento di interruzione delle maree, Holoien è stato in grado di addestrare ulteriori telescopi sull'evento, catturando uno sguardo più dettagliato di quanto sarebbe stato possibile prima. Gli astronomi potrebbero quindi esaminare i dati di TESS, che, perché proveniva da un satellite nello spazio, non era disponibile fino a poche settimane dopo l'evento, per vedere se potevano individuare l'evento in vista. I dati di TESS significavano che potevano vedere i segni dell'evento di interruzione della marea nei dati di circa 10 giorni prima che si verificasse.

"I primi dati di TESS ci permettono di vedere la luce molto vicino al buco nero, molto più vicino di quanto siamo stati in grado di vedere prima, " ha detto Vallely. "Ci mostrano anche che l'aumento di luminosità di ASASSN-19bt è stato molto regolare, che ci aiuta a dire che l'evento è stato un'interruzione di marea e non un altro tipo di esplosione, come dal centro di una galassia o di una supernova."

Il team di Holoien ha utilizzato i dati UV dell'Osservatorio Neil Gehrels Swift della NASA, il primo ancora visto da un'interruzione di marea, per determinare che la temperatura è scesa di circa il 50%, da circa 71, da 500 a 35, 500 gradi Fahrenheit (40, 000 a 20, 000 gradi Celsius), nell'arco di pochi giorni. È la prima volta che si osserva una diminuzione così precoce della temperatura in un'interruzione di marea prima d'ora, sebbene alcune teorie lo abbiano previsto, Holoien ha detto.

Più tipico per questo tipo di eventi era il basso livello di emissione di raggi X visto da Swift. Gli scienziati non comprendono appieno il motivo per cui le perturbazioni delle maree producono così tante emissioni UV e così pochi raggi X.

Gli astronomi pensano che il buco nero supermassiccio che ha generato ASASSN-19bt pesi circa 6 milioni di volte la massa del sole. Si trova al centro di una galassia chiamata 2MASX J07001137-6602251 situata a circa 375 milioni di anni luce di distanza nella costellazione di Volans. La stella distrutta potrebbe essere stata di dimensioni simili al nostro sole.