Il telescopio spaziale Hubble della NASA ha recentemente documentato un fenomeno cosmico raro e affascinante avvenuto a circa 600 milioni di anni luce dalla Terra. Si tratta di un buco nero errante che ha distrutto una stella, dando origine a un evento conosciuto come “distruzione mareale” (Tidal Disruption Event, TDE). È la prima volta che un evento di questo tipo viene osservato lontano dal nucleo di una galassia, rendendo la scoperta particolarmente significativa per gli astronomi.
Cos’è un evento di distruzione mareale?
Un TDE si verifica quando una stella si avvicina troppo a un buco nero supermassiccio. L’intensa attrazione gravitazionale esercitata dal buco nero genera forze differenziali tra le due estremità della stella: quella più vicina subisce una forza maggiore rispetto a quella più lontana. Questo squilibrio deforma la stella, allungandola in verticale e comprimendola in orizzontale in un processo chiamato “spaghettificazione”.
Hubble osserva un buco nero divorare una stella a 600 milioni di anni luce di distanza
Quando la stella oltrepassa una soglia critica nota come raggio mareale, queste forze gravitazionali superano la coesione interna della stella, provocandone la completa disintegrazione. I frammenti stellari si suddividono in due componenti principali: una parte resta legata gravitazionalmente al buco nero, formando un disco di accrescimento che ruota attorno ad esso, mentre l’altra viene espulsa violentemente nello spazio.
Formazione del disco di accrescimento e getti relativistici
Il materiale che resta intrappolato viene attratto verso il buco nero formando un disco di accrescimento, da cui si sprigionano radiazioni elettromagnetiche in molteplici lunghezze d’onda. In alcuni casi, forti campi magnetici riescono a incanalare parte di questa materia verso i poli del buco nero, producendo getti relativistici che si muovono a velocità prossime a quella della luce.
L’intero evento può generare un bagliore brillante, talvolta più luminoso di un’intera galassia, e può durare da alcune settimane fino a diversi mesi. Sebbene in passato si sia messo in dubbio che un disco di accrescimento potesse formarsi durante i TDE (a causa della mancanza di emissioni di raggi X), osservazioni recenti hanno confermato la loro presenza, anche se le regioni più interne sono spesso oscurate da venti densi e opachi. Con il tempo, man mano che il buco nero consuma il materiale rimasto, la luminosità dell’evento diminuisce gradualmente nel corso di mesi o anni.
L’immagine della NASA © science.nasa.gov
Il fenomeno della spaghettificazione
Il termine “spaghettificazione” descrive con efficacia come gli oggetti, avvicinandosi a un buco nero, vengano allungati fino a diventare strutture sottili e allungate. Questo accade perché la forza gravitazionale aumenta drasticamente con la vicinanza al buco nero, creando un forte gradiente tra la parte anteriore e quella posteriore dell’oggetto.
Curiosamente, i buchi neri più piccoli, quelli di massa stellare, possono causare una spaghettificazione più violenta prima che l’oggetto attraversi il loro orizzonte degli eventi, a causa delle intense forze di marea concentrate in un volume ristretto. I buchi neri supermassicci, invece, possiedono orizzonti degli eventi molto più ampi, permettendo talvolta agli oggetti di oltrepassare questo limite prima di essere completamente distrutti. In un TDE, circa metà della massa della stella viene risucchiata, mentre il resto viene scagliato nello spazio, generando segnali osservabili attraverso vari strumenti astronomici.
La scoperta del TDE AT2024tvd: un buco nero fuori posto
L’evento battezzato AT2024tvd rappresenta una novità assoluta per la comunità scientifica: per la prima volta, un TDE è stato rilevato in una zona distante dal centro di una galassia. Questo buco nero supermassiccio, con una massa pari a un milione di volte quella del Sole, è stato individuato a circa 2.600 anni luce dal centro della galassia che lo ospita — una distanza considerevole, ma che rappresenta solo un decimo della distanza tra il nostro Sole e il buco nero al centro della Via Lattea.
Ciò che rende ancora più affascinante questa scoperta è la presenza, al centro della galassia, di un altro buco nero molto più massiccio, con una massa pari a 100 milioni di soli. Gli scienziati ipotizzano che il buco nero responsabile del TDE possa essere stato espulso dal nucleo galattico in seguito a un’interazione dinamica tra tre buchi neri, in cui il meno massiccio è stato scagliato via come conseguenza dell’incontro.
Secondo Yuhan Yao, ricercatrice dell’Università della California a Berkeley e autrice principale dello studio, AT2024tvd rappresenta il primo caso documentato di TDE decentrato osservato grazie a indagini ottiche del cielo. Questa rilevazione apre nuove prospettive nella ricerca di buchi neri erranti, una categoria ancora poco conosciuta ma potenzialmente numerosa nell’universo. Eventi come questo potrebbero aiutare gli astronomi a individuare altri oggetti simili, espandendo la nostra comprensione della dinamica galattica e dell’evoluzione dei buchi neri.
La scoperta dell’evento di distruzione mareale decentrato AT2024tvd, causato da un buco nero supermassiccio errante, fornisce indicazioni cruciali su una classe finora poco conosciuta di oggetti cosmici. Eccone un quadro riassuntivo:
- Esistenza di buchi neri supermassicci fuori dal centro galattico
L’osservazione di un TDE lontano dal nucleo di una galassia conferma che i buchi neri supermassicci non risiedono necessariamente solo nelle regioni centrali. La massa stimata del buco nero (circa un milione di masse solari) suggerisce che dinamiche complesse, come fusioni tra galassie o interazioni gravitazionali multiple, possano allontanarli dal loro centro originario. - I TDE decentrati come traccianti di buchi neri nascosti
Eventi di questo tipo possono fungere da indicatori luminosi per individuare buchi neri altrimenti non osservabili. Secondo modelli teorici, circa il 10% dei buchi neri supermassicci nelle galassie più grandi potrebbe essere errante. Indagini future su larga scala, come quelle previste con LSST, potrebbero rilevare centinaia di questi fenomeni, contribuendo a mappare meglio la distribuzione dei buchi neri nell’universo. - Evidenze di dinamiche da fusione galattica
La galassia ospite dell’evento AT2024tvd contiene due buchi neri supermassicci non legati gravitazionalmente: uno centrale, attivo e molto massiccio, e l’altro errante, più piccolo, che potrebbe essere il risultato residuo di una precedente fusione. Questo scenario rafforza l’ipotesi che le galassie massive conservino tracce di molteplici episodi di fusione attraverso la presenza di più buchi neri. - Nuove prospettive sull’evoluzione dei buchi neri
L’espulsione del buco nero errante potrebbe essere il risultato di una complessa interazione tra tre corpi, un meccanismo teorico finora mai confermato da osservazioni dirette. La distanza di 2.600 anni luce dal centro suggerisce che il suo ritorno al nucleo richiederà milioni di anni, rappresentando un raro esempio di fase intermedia in questo processo evolutivo. - Rivalutazione dei metodi osservativi
Questa scoperta mette in discussione l’efficacia dei censimenti tradizionali dei buchi neri basati su emissioni nucleari. L’assenza di raggi X in alcuni TDE potrebbe derivare non solo dall’orientamento dei getti relativistici, ma anche dalle condizioni ambientali specifiche dei buchi neri erranti.
