La stella divorata

Circa 250 milioni di anni fa una stella gigante rossa vagava nello spazio, finendo per passare troppo vicino al buco nero super massiccio al centro della sua galassia. Il mostro cosmico si trova al centro della galassia GSN 069 e ha una massa 400 mila volte quella del nostro Sole, un buco nero super massiccio di piccola taglia, ma pur sempre enorme se paragonato alla stella che lo ha sfiorato.
L’incontro, avvenuto cosi lontano nel tempo, è stato catturato ai giorni nostri dall’Osservatorio a raggi X Chandra della NASA e dall’XMM-Newton dell’ESA, questo significa che gli eventi si sono svolti a 250 milioni di anni luce di distanza.
La gigante rossa nel suo passaggio ravvicinato è finita nella morsa dell’immensa attrazione di gravità del buco nero  super massiccio che le ha strappato gli strati esterni di idrogeno trasformandola in una nana bianca. L’atmosfera della stella è stata trascinata nel buco nero surriscaldandosi ed emettendo un’intensa esplosione di raggi X.
Sull’incontro ravvicinato della gigante rossa con GNS 069, Andrew King, dell’Università di Leicester nel Regno Unito, ha eseguito uno studio e ha spiegato: “Nella mia interpretazione dei dati dei raggi X la nana bianca è sopravvissuta, ma non è sfuggita. Ora è intrappolata in un’orbita ellittica attorno al buco nero, percorrendo quasi un’orbita una volta ogni nove ore“.
Durante il suo percorso giornaliero, la stella si avvicina poco meno di tre volte al giorno al buco nero super massiccio che a ogni passaggio ne strappa materia. Il punto di approccio più vicino è a non più di 15 volte il raggio dell’orizzonte degli eventi, che rappresenta il punto di non ritorno oltre il quale la stella verrebbe attratta inesorabilmente verso il buco nero, senza possibilità di scampo.
I detriti stellari formano un disco di accrescimento che spiraleggiano attorno al buco nero rilasciando un’esplosione di raggi X che Chandra e XMM-Newton possono rilevare. Inoltre, King prevede l’emissione di onde gravitazionali dal buco nero e dalla nana bianca, specialmente nel punto di massima vicinanza.
Cosa succederà in futuro alla stella?
L’effetto combinato delle onde gravitazionali e della riduzione della massa della stella dovrebbe rendere l’orbita più circolare e ampia. Il tasso di perdita di massa rallenta costantemente, così come aumenta la distanza della nana bianca dal buco nero supermassiccio.
Come ha spiegato King: “(La stella) farà di tutto per scappare, ma non avrà scampo. Il buco nero la consumerà sempre più lentamente, ma non si fermerà mai. In linea di principio, questa perdita di massa potrebbe continuare fino a quando la nana bianca si ridurrà alla massa di Giove, tra alcuni trilioni di anni. Questo sarebbe un modo straordinariamente lento e contorto per l’universo di creare un pianeta!“.
Gli astronomi hanno scoperto molte stelle andate distrutte dopo incontri con buchi neri a causa degli eventi di interruzione delle maree, ma conoscono pochissimi casi segnalati di mancati incidenti, in cui la stella probabilmente è sopravvissuta.
Incontri come questo dovrebbero essere più comuni delle collisioni dirette date le statistiche sui modelli di traffico cosmico, ma potrebbero facilmente essere persi per almeno due ragioni. Innanzitutto, una stella sopravvissuta più massiccia può impiegare troppo tempo per completare un’orbita attorno a un buco nero affinché gli astronomi possano vedere esplosioni di raggi X che si ripetono. Un altro problema è che i buchi neri supermassicci, che sono molto più massicci di quello presente in GSN 069, possono ingoiare direttamente una stella piuttosto che consumarla poco alla volta. Ecco perché si osservano pochi di questi fenomeni.
“In termini astronomici, questo evento è visibile ai nostri attuali telescopi da un breve periodo di tempo, circa 2000 anni“, ha spiegato King. “Quindi a meno che non siamo stati straordinariamente fortunati ad averlo catturato, ce ne potrebbero essere molti altri che ci sono sfuggiti. Tali incontri potrebbero essere uno dei modi principali per far crescere i buchi neri delle dimensioni di quello in GSN 069“.
King stima che la nana bianca abbia una massa di soli due decimi della massa del Sole. Se la nana bianca era il nucleo di una gigante rossa ora privata completamente del suo strato di idrogeno, dovrebbe essere ricca di elio creato dalla fusione degli atomi di idrogeno durante l’evoluzione della gigante rossa. Ha inoltre aggiunto: “È straordinario pensare che l’orbita, la massa e la composizione di una piccola stella distante 250 milioni di anni luce possano essere dedotte“.
King ha inoltre fatto una previsione basata sul suo scenario. Poiché la nana bianca è molto vicina al buco nero super massiccio, l’asse della sua orbita dovrebbe oscillare secondo gli effetti previsti dalla Teoria della relatività generale. Questa oscillazione dovrebbe ripetersi ogni due giorni e potrebbe essere rilevabile con osservazioni sufficientemente lunghe.
Fonte: Phys.org