Pasto in diretta di buco nero

Dopo cinque anni di osservazioni con un piccolo telescopio, gli scienziati sono sicuri di aver assistito alla morte di una stella divorata da un buco nero, un evento piuttosto raro soprattutto se la stella oppone resistenza!

I risultati sono stati pubblicati sulla rivista The Astrophysical Journal.

A LUMINOUS, FAST RISING UV-TRANSIENT DISCOVERED BY ROTSE: A TIDAL DISRUPTION EVENT? [abstract]

We present follow-up observations of an optical transient (OT) discovered by ROTSE on 2009 January 21. Photometric monitoring was carried out with ROTSE-IIIb in the optical and Swift in the UV up to +70 days after discovery. The light curve showed a fast rise time of ~10 days followed by a steep decline over the next 60 days, which was much faster than that implied by ⁵⁶Ni- ⁵⁶ Co radioactive decay. The Sloan Digital Sky Survey Data Release 10 database contains a faint, red object at the position of the OT, which appears slightly extended. This and other lines of evidence suggest that the OT is of extragalactic origin, and this faint object is likely the host galaxy. A sequence of optical spectra obtained with the 9.2 m Hobby-Eberly Telescope between +8 and +45 days after discovery revealed a hot, blue continuum with no visible spectral features. A few weak features that appeared after +30 days probably originated from the underlying host. Fitting synthetic templates to the observed spectrum of the host galaxy revealed a redshift of z = 0.19. At this redshift, the peak magnitude of the OT is close to -22.5, similar to the brightest super-luminous supernovae; however, the lack of identifiable spectral features makes the massive stellar death hypothesis less likely. A more plausible explanation appears to be the tidal disruption of a Sun-like star by the central supermassive black hole. We argue that this transient likely belongs to a class of super-Eddington tidal disruption events.

ll telescopio ROTSE IIIb dell'Osservatorio McDonald riprende grandi zone di cielo ogni notte alla ricerca di nuove esplosioni stellari nell'ambito del programma ROTSE Supernova Verification Project ( RSVP). Le immagini catturate vengono poi confrontate con un software che identifica eventuali flash brillanti. Il 21 gennaio 2009 fu individuato un evento di magnitudine -22,5, brillante e potente come l'esplosione di una supernova superluminosa (le più brillanti esplosioni stellari finora conosciute). Denominato ROTSE3 J120847.9+430121, fu soprannominato dal team "", prendendo spunto da un personaggio della serie animata South Park.

Inizialmente si riteneva che Dougie fosse una supernova e si cercò di identificare la sua galassia ospite, troppo debole, però, per poter essere osservata direttamente da ROTSE. Il team allora venne a conoscenza che nella cartografia Sloan Digital Sky Survey era presente una debole galassia rossa proprio in quella posizione. Così, iniziarono nuove osservazioni con i telescopi Keck nelle Hawaii che confermarono la presenza di una galassia a tre miliardi di anni luce.
Dougie, quindi, aveva finalmente una casa ma cos'era esattamente? Le ipotesi erano quattro: una supernova superluminosa; una fusione di due stelle di neutroni; un lampo di raggi gamma; o evento di interruzione di marea che si verifica quando una stella arriva troppo vicino ad un buco nero supermassiccio.

Per restringere in campo, Dougie è stato studiato in vari modi: con le osservazioni in ultravioletto del telescopio orbitante Swift; con la spettroscopia da Terra dal Hobby-Eberly Telescope a McDonald e con modelli computerizzati.

"Quando abbiamo scoperto questo nuovo oggetto, sembrava simile a supernova", ha detto l'autore del documento, Jozsef Vinko dell'Università di Szeged in Ungheria, "ma quando abbiamo continuato a monitorare le sue variazioni di luce, ci siamo resi conto che si trattava di qualcosa che nessuno aveva veramente visto prima. Scoprire che si trattava probabilemte di un buco nero supermassiccio che stava inghiottendo una stella è stata un'esperienza affascinante".

Team J. Craig Wheeler, a capo del gruppo presso l'Università del Texas ad Austin, ha aggiunto "l'enorme gravità di un buco nero, tira la stella più da un lato che dall'altro, creando maree che strappano la stella".
"La stella non entra direttamente nel buco nero", continua Wheeler, "prima dovrebbe formare un disco".

Anche se gli astronomi hanno già visto ingoiare stelle una dozzina di volte, questo evento è stato particolare perché il pasto è sembrato difficile, una stella dura da digerire, insomma.
Alcuni modelli sviluppati dal team diJames Guillochon di Harvard e di Enrico Ramirez-Ruiz dell'Università della California, Santa Cruz, hanno dimostrato che la materia stellare stava generando così tanta radiazione da spingere indietro la stella, "sembrava quasi che il buco nero stesse soffocando", hanno detto.

Sulla base dei dati rilevati, il team ritiene che Dougie fosse una stella simile al nostro Sole; mentre le osservazioni della galassia ospite, insieme al comportamento di Dougie, suggeriscono che il buco nero fosse di dimensioni modeste con una massa di circa un milione di Soli.