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I lampi dei buchi neri svaniscono, ora c’è una nuova pista
Un gruppo della Syracuse University ha proposto una nuova spiegazione per il progressivo indebolimento dei lampi prodotti dagli incontri ripetuti tra una stella e un buco nero supermassiccio. Secondo lo studio, la luminosità potrebbe dipendere dalla velocità con cui la stella ruotava già prima del primo passaggio ravvicinato. Il modello offre così una possibile chiave per interpretare i cosiddetti eventi mareali parziali ripetuti, o rpTDE.
Durante un incontro mareale completo, le intense differenze della forza gravitazionale possono deformare e distruggere una stella attraverso la cosiddetta spaghettificazione. Il materiale stellare forma quindi un flusso di plasma attorno al buco nero, producendo un evento di distruzione mareale e un temporaneo aumento della luminosità. Negli eventi parziali, invece, la stella perde soltanto una parte dei suoi strati esterni e sopravvive, tornando periodicamente vicino al buco nero.
Ogni passaggio può generare un nuovo lampo, ma alcune sorgenti mostrano emissioni progressivamente più deboli. Il precedente lavoro del gruppo indicava che la quantità di materia sottratta dipende anche dalla struttura interna della stella, a sua volta legata alla massa. Le stelle meno massicce, relativamente meno dense negli strati esterni, possono reagire alle forze mareali in modo diverso rispetto agli astri più compatti.
Le simulazioni considerate dai ricercatori suggeriscono inoltre che il buco nero eserciti una coppia capace di aumentare la rotazione stellare a ogni incontro. Quando la stella accelera, può tornare al pericentro dopo intervalli sempre più brevi: la maggiore frequenza dei passaggi compensa almeno in parte la diminuzione del materiale strappato, mantenendo i lampi relativamente luminosi.
Il quadro cambia se la stella ruota rapidamente fin dall’inizio. In questo caso la coppia prodotta dal buco nero ne modifica poco la velocità, gli intervalli tra i passaggi non si accorciano abbastanza e la minore quantità di materia disponibile si traduce in lampi via via più deboli. Una rotazione iniziale elevata potrebbe derivare dalla cattura di Hills: un sistema binario passa vicino al buco nero, che espelle una componente e trattiene l’altra su un’orbita molto stretta.
Questo processo potrebbe spiegare contemporaneamente due caratteristiche insolite: un periodo orbitale di pochi mesi attorno a uno dei buchi neri supermassicci presenti nei nuclei galattici e una stella già in rapida rotazione. La ricerca, pubblicata di recente su The Astrophysical Journal, presenta un’interpretazione teorica coerente, ma non dimostra che tutti gli eventi rpTDE abbiano necessariamente origine dalla separazione di sistemi binari.
Il modello potrà essere verificato confrontando la sequenza temporale e la luminosità dei lampi con le proprietà previste per stelle di masse e velocità di rotazione differenti. Potrebbe inoltre contribuire a ricostruire l’origine di alcune stelle veloci osservate attorno a Sagittarius A*, il buco nero al centro della Via Lattea, anche se attualmente non risulta coinvolto in un evento mareale parziale ripetuto.
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