Con una scoperta a sorpresa, gli astronomi che utilizzano il telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA hanno scoperto che il getto simile a una fiamma ossidrica proveniente da un buco nero supermassiccio al centro di un’enorme galassia sembra causare l’eruzione di stelle lungo la sua traiettoria. Le stelle, chiamate novae, non sono catturate all’interno del getto, ma si trovano apparentemente in un quartiere pericoloso nelle vicinanze.
La scoperta di Hubble
La scoperta confonde i ricercatori alla ricerca di una spiegazione. “Non sappiamo cosa stia succedendo, ma è solo una scoperta molto eccitante“, ha detto l’autore principale Alec Lessing della Stanford University. “Questo significa che manca qualcosa nella nostra comprensione di come i getti dei buchi neri interagiscono con l’ambiente circostante“.
Una nova erutta in un sistema stellare doppio in cui una stella normale, invecchiata, gonfia, riversa idrogeno su una stella compagna nana bianca bruciata. Quando la nana ha accumulato uno strato superficiale di idrogeno profondo un miglio, quello strato esplode come una gigantesca bomba nucleare. La nana bianca non viene distrutta dall’eruzione della nova, che espelle il suo strato superficiale e poi torna a sottrarre carburante alla sua compagna, e il ciclo nova-outburst ricomincia da capo.
Hubble ha trovato il doppio delle novae che si staccano vicino al getto rispetto ad altre parti della galassia gigante durante il periodo di tempo esaminato. Il getto è lanciato da un buco nero centrale di 6,5 miliardi di masse solari circondato da un disco di materia vorticosa. Il buco nero, gonfio di materia in caduta, lancia un getto di plasma lungo 3000 anni luce che divampa nello spazio quasi alla velocità della luce. Tutto ciò che veniva catturato dal raggio energetico veniva sfrigolato. Ma essere vicini al suo deflusso rovente è apparentemente anche rischioso, secondo i nuovi risultati di Hubble.
Il ritrovamento del doppio delle novae vicino al getto implica che ci sono il doppio dei sistemi stellari doppi che formano novae vicino al getto o che questi sistemi eruttano due volte più spesso di sistemi simili in altre parti della galassia.
“C’è qualcosa che il jet sta facendo ai sistemi stellari che vagano nelle vicinanze circostanti. Forse il jet in qualche modo spazza la neve sulle nane bianche, facendole eruttare più frequentemente“, ha detto Lessing. “Ma non è chiaro se si tratti di una spinta fisica. Potrebbe essere l’effetto della pressione della luce emanata dal getto. Quando si eroga idrogeno più velocemente, si ottengono eruzioni più rapide. Qualcosa potrebbe raddoppiare la velocità di trasferimento di massa sulle nane bianche vicino al getto“. Un’altra idea che i ricercatori hanno preso in considerazione è che il getto stia riscaldando la stella compagna della nana, causandone l’ulteriore trabocco e scaricando più idrogeno sulla nana. Tuttavia, i ricercatori hanno calcolato che questo riscaldamento non è abbastanza grande da avere questo effetto.
“Non siamo le prime persone a dire che sembra che ci sia più attività intorno al jet M87“, ha detto il co-investigatore Michael Shara dell’American Museum of Natural History di New York City. “Ma Hubble ha dimostrato questa maggiore attività con molti più esempi e significatività statistica di quanto avessimo mai avuto prima“.
La scoperta di M87
Poco dopo il lancio di Hubble nel 1990, gli astronomi hanno utilizzato la sua prima generazione di Faint Object Camera (FOC) per scrutare il centro di M87 dove si nasconde il mostruoso buco nero. Hanno notato che intorno al buco nero stavano accadendo cose insolite. Quasi ogni volta che Hubble guardava, gli astronomi vedevano “eventi transitori” bluastri che potevano essere la prova di novae che spuntavano fuori come i flash delle macchine fotografiche dei paparazzi nelle vicinanze. Ma la visuale del FOC era così ristretta che gli astronomi di Hubble non potevano distogliere lo sguardo dal getto per confrontarlo con la regione del vicino getto. Per oltre due decenni, i risultati sono rimasti misteriosamente allettanti.
Prove convincenti dell’influenza del getto sulle stelle della galassia ospite sono state raccolte in un intervallo di nove mesi, quando Hubble ha osservato con telecamere più recenti e più ampie per contare le novae in eruzione. Questa è stata una sfida per il programma di osservazione del telescopio perché ha richiesto di rivisitare M87 esattamente ogni cinque giorni per un’altra istantanea. La somma di tutte le immagini di M87 ha portato alle immagini più profonde di M87 che siano mai state scattate.
Hubble ha trovato 94 novae in un terzo di M87 che la sua fotocamera può comprendere. “Il getto non era l’unica cosa che stavamo guardando, stavamo guardando l’intera galassia interna. Una volta tracciate tutte le novae conosciute in cima a M87, non c’era bisogno di statistiche per convincersi che c’è un eccesso di novae lungo il getto. Questa non è scienza missilistica. Abbiamo fatto la scoperta semplicemente guardando le immagini. E anche se siamo rimasti davvero sorpresi, le nostre analisi statistiche dei dati hanno confermato ciò che abbiamo visto chiaramente“, ha detto Shara.
“Stiamo assistendo a un fenomeno intrigante ma sconcertante“, ha commentato Chiara Circosta, ricercatrice dell’ESA, che studia l’impatto che i buchi neri supermassicci in accrescimento hanno sulle galassie che li ospitano nell’Universo lontano. “Sono rimasto molto sorpreso da questa scoperta. Tali osservazioni dettagliate delle galassie vicine sono preziose per espandere la nostra comprensione di come i getti interagiscono con le galassie ospiti e potenzialmente influenzano la formazione stellare“.
Questo risultato è interamente dovuto alle capacità uniche di Hubble. Le immagini dei telescopi terrestri non hanno la chiarezza necessaria per vedere le novae in profondità all’interno di M87. Non possono risolvere stelle o eruzioni stellari vicino al nucleo della galassia perché i dintorni del buco nero sono troppo luminosi. Solo Hubble è in grado di rilevare le novae sullo sfondo luminoso di M87.
Le novae sono notevolmente comuni nell’Universo. Ogni giorno erutta una nova da qualche parte in M87. Ma poiché ci sono almeno 100 miliardi di galassie in tutto l’universo visibile, circa un milione di novae eruttano ogni secondo da qualche parte là fuori.
