Una rarissima e strana esplosione di luce straordinariamente brillante nell’universo è diventata ancora più strana, grazie all’occhio d’aquila del telescopio spaziale Hubble di NASA/ESA. Il fenomeno, chiamato transiente ottico blu veloce luminoso (LFBOT), è apparso sulla scena dove non ci si aspettava che venisse trovato, lontano da qualsiasi galassia ospite. Solo Hubble potrebbe individuarne la posizione. I risultati di Hubble suggeriscono che gli astronomi sanno ancora meno su questi oggetti di quanto si pensasse in precedenza, escludendo alcune possibili teorie.
I transienti ottici blu veloci luminosi (LFBOT) sono tra gli eventi di luce visibile più luminosi conosciuti nell’universo: si spengono inaspettatamente come i flash delle fotocamere. Ne sono stati trovati solo pochi dalla prima scoperta nel 2018. Attualmente, gli LFBOTS vengono rilevati circa una volta all’anno. Dopo il suo rilevamento iniziale, l’ultimo LFBOT è stato osservato da più telescopi attraverso lo spettro elettromagnetico, dai raggi X alle onde radio. Solo la risoluzione straordinariamente nitida di Hubble potrebbe individuarne la posizione. Designato AT2023fhn e soprannominato “The Finch” (“il Fringuello”), l’evento transitorio ha mostrato tutte le caratteristiche rivelatrici di un LFBOT. Brillava intensamente nella luce blu e si evolveva rapidamente, raggiungendo il picco di luminosità e svanendo di nuovo nel giro di pochi giorni, a differenza delle supernove che impiegano settimane o mesi per affievolirsi.
Ma a differenza di qualsiasi altro LFBOT visto prima, Hubble ha scoperto che il Finch si trova in apparente isolamento tra due galassie vicine – a circa 50.000 anni luce da una galassia a spirale e a circa 15.000 anni luce da una galassia più piccola – un luogo sconcertante per oggetti celesti che in precedenza si riteneva esistessero all’interno delle galassie ospiti.
“Le osservazioni di Hubble sono state davvero la cosa cruciale. Ci hanno fatto capire che questo era insolito rispetto ad altri simili, perché senza i dati di Hubble non lo avremmo saputo”, ha detto Ashley Chrimes, autore principale dello studio che riporta la scoperta in un prossimo numero di Monthly Notice of la Royal Astronomical Society (MNRAS).
Mentre si presume che queste impressionanti esplosioni siano un raro tipo di supernova (chiamate supernovae core-collapse), le stelle gigantesche che si trasformano in supernova hanno vita breve rispetto agli standard stellari. Pertanto, le massicce stelle progenitrici delle supernovae non hanno il tempo di viaggiare molto lontano dal loro luogo di nascita, un ammasso di stelle appena nate. Tutti i precedenti LFBOT sono stati trovati nei bracci a spirale delle galassie dove è in corso la nascita delle stelle. “Più apprendiamo sugli LFBOT, più ci sorprendono”, ha affermato Chrimes. “Abbiamo ora dimostrato che gli LFBOT possono verificarsi molto lontano dal centro della galassia più vicina, e la posizione del Finch non è quella che ci aspettiamo per nessun tipo di supernova”.
La Zwicky Transient Facility, una telecamera terrestre che scansiona l’intero cielo settentrionale ogni due giorni, ha allertato per la prima volta gli astronomi della presenza del Finch il 10 aprile 2023. Una volta individuato, i ricercatori hanno avviato un programma di osservazioni pre-pianificato che era rimasto in attesa, pronto a rivolgere rapidamente la propria attenzione a qualsiasi potenziale candidato LFBOT che si presentasse. Le misurazioni spettroscopiche effettuate con il telescopio Gemini South in Cile hanno rilevato che il Finch ha una temperatura rovente di 20.000°C. Gemini ha anche contribuito a determinare la sua distanza dalla Terra in modo da poterne calcolare la luminosità. Insieme ai dati di altri osservatori, tra cui l’Osservatorio a raggi X Chandra e il radiotelescopio Very Large Array, questi risultati hanno confermato che l’esplosione era effettivamente un LFBOT.
Gli LFBOT potrebbero essere il risultato della distruzione di stelle da parte di un buco nero di massa intermedia (tra 100 e 1.000 masse solari). L’alta risoluzione e la sensibilità agli infrarossi del telescopio spaziale James Webb di NASA/ESA/CSA potrebbero eventualmente essere utilizzate per scoprire che il Finch è esploso all’interno di un ammasso stellare globulare nell’alone esterno di una delle due galassie vicine. Un ammasso stellare globulare è il luogo più probabile in cui si potrebbe trovare un buco nero di massa intermedia.
Per spiegare la posizione insolita del Finch, i ricercatori stanno considerando la possibilità alternativa che sia il risultato di una collisione di due stelle di neutroni, che viaggiano molto al di fuori della loro galassia ospite, e che si muovono a spirale l’una verso l’altra per miliardi di anni. Tali collisioni producono una kilonova, un’esplosione 1.000 volte più potente di una supernova standard. Tuttavia, una teoria molto speculativa è che se una delle stelle di neutroni fosse altamente magnetizzata – una magnetar – potrebbe amplificare notevolmente la potenza dell’esplosione fino a 100 volte la luminosità di una normale supernova.
“La scoperta pone molte più domande che risposte“, ha affermato Chrimes. “È necessario ulteriore lavoro per capire quale tra le tante possibili spiegazioni è quella giusta”.
Poiché i transienti astronomici possono comparire ovunque e in qualsiasi momento e sono relativamente fugaci in termini astronomici, i ricercatori si affidano a rilievi ad ampio campo in grado di monitorare continuamente vaste aree del cielo per rilevarli e allertare altri osservatori come Hubble per osservazioni di follow-up. È necessario un campione più ampio per convergere verso una migliore comprensione del fenomeno, affermano i ricercatori. I prossimi telescopi per indagini a tutto cielo potrebbero essere in grado di rilevarne di più.
