Grazie all’Osservatorio Neil Gehrels Swift della NASA, con una significativa partecipazione dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), è stato osservato per la prima volta un evento di distruzione mareale (Tidal Disruption Event, TDE) in cui una coppia di buchi neri supermassivi interagisce con una nube di gas in una galassia lontana, a ben 1 miliardo di anni luce dalla Terra. I risultati, pubblicati sulla rivista Astronomy and Astrophysics, offrono agli scienziati un’opportunità unica per studiare da vicino il comportamento di questi misteriosi oggetti cosmici.
Il fenomeno, denominato AT 2021hdr, è stato osservato per la prima volta nel 2021 grazie al Zwicky Transient Facility (ZTF) presso l’Osservatorio Palomar in California. Da allora, gli astronomi hanno monitorato il sistema con strumenti avanzati come Swift, che ha permesso di rilevare oscillazioni della luce ultravioletta e dei raggi X associati al comportamento di questi buchi neri. A capo del team di ricerca, Lorena Hernández-García, ricercatrice presso il Millennium Institute of Astrophysics, ha spiegato che l’evento si ripete periodicamente, ogni 60-90 giorni, e potrebbe essere causato dall’interazione tra i buchi neri e una nube di gas che li orbita, creando oscillazioni nella luce visibile e in altre lunghezze d’onda.
Cosa accade quando i buchi neri si incontrano?
Gli scienziati inizialmente avevano ipotizzato che l’evento fosse causato dalla distruzione di una stella che si era avvicinata troppo ai buchi neri. Tuttavia, l’analisi dei dati ha rivelato che la nube di gas che interagisce con i buchi neri è molto più grande di una stella e che la sua distruzione ha portato a fenomeni mai osservati prima. Quando la nube si è avvicinata alla coppia di buchi neri, le forze gravitazionali immense hanno spezzato il gas, creando filamenti di materiale che sono stati riscaldati dall’attrito. A causa di queste interazioni, una parte del gas è stata espulsa ad ogni orbita.
La scoperta di AT 2021hdr è particolarmente significativa perché è la prima volta che viene osservato un evento di distruzione mareale di una nube di gas da parte di due buchi neri supermassicci. Le oscillazioni periodiche misurate nella luce visibile, ultravioletta e nei raggi X hanno una durata mai registrata in precedenza per questo tipo di eventi. L’osservazione continua, grazie alla capacità del ZTF di scrutare il cielo ogni 3 giorni, ha permesso di ottenere informazioni cruciali su un fenomeno transitorio estremamente raro.
Un laboratorio cosmico per nuove leggi della fisica
Secondo Francesca Panessa, ricercatrice dell’INAF, eventi come questo offrono agli scienziati la possibilità di “studiare in diretta” l’evoluzione dei sistemi di accrescimento su buchi neri supermassicci, dove gravitazione estrema e campi magnetici agiscono a livelli energetici inaccessibili ai laboratori terrestri. “I fenomeni transienti permettono di studiare ‘in diretta’ l’evoluzione dei sistemi di accrescimento su buchi neri supermassicci, dove la gravità e il campo magnetico si trovano a un regime energetico estremo. Sono quindi laboratori che non riusciremo mai a riprodurre sulla terra, dove testare nuove leggi della fisica“, ha spiegato Panessa.
Il sistema AT 2021hdr si trova nel cuore della galassia 2MASX J21240027+3409114, nella costellazione del Cigno. I due buchi neri, separati da circa 26 miliardi di chilometri, hanno una massa combinata 40 milioni di volte quella del Sole e si stima che completino un’orbita l’uno attorno all’altro ogni 130 giorni. Gli scienziati prevedono che questi buchi neri si fonderanno tra circa 70.000 anni, un evento che potrebbe generare onde gravitazionali rilevabili dalle future missioni di osservazione spaziale, come la Laser Interferometer Space Antenna (LISA).
Prospettive future
Nonostante fenomeni come AT 2021hdr siano rari, si prevede che in futuro gli astronomi osserveranno molti altri eventi simili. Gabriele Bruni, ricercatore dell’INAF di Roma, ha sottolineato che le coppie di buchi neri supermassicci sono ancora un fenomeno poco comune, ma con l’avvento delle nuove tecnologie e dei telescopi, come il Vera Rubin Telescope, si prevede una scoperta sempre maggiore di questi eventi. Inoltre, la futura sensibilità delle antenne gravitazionali a bassa frequenza, come LISA, contribuirà a rivelare sempre più dettagli su questi misteriosi oggetti cosmici e sulle loro interazioni.
La scoperta di AT 2021hdr segna un passo importante nella nostra comprensione dei buchi neri supermassicci e delle dinamiche estreme che li governano. Le osservazioni in corso potrebbero portare a nuove scoperte fondamentali, rivelando le leggi dell’universo che ancora oggi rimangono sconosciute.
