Il più grande boom dai tempi del Big Bang: scoperte le esplosioni più energetiche dell’universo

Rilasciando più energia di 100 supernove, i transienti nucleari estremi (ENT) sono i transienti più energetici mai osservati.

Gliastronomi utilizzando i dati dell’Osservatorio WM Keck di Maunakea, nell’isola delle Hawaii, hanno scoperto le esplosioni cosmiche più energetiche scoperte fino ad oggi, denominando la nuova classe di eventi “transitori nucleari estremi” (ENT).

Questi fenomeni straordinari si verificano quando stelle massicce, almeno tre volte più pesanti del nostro Sole, vengono fatte a pezzi dopo essersi avvicinate troppo a un buco nero supermassiccio.

La loro distruzione rilascia grandi quantità di energia visibile a enormi distanze.

I risultati del team sono stati dettagliati oggi sulla rivista Science Advances.

“Abbiamo osservato le stelle che vengono fatte a pezzi come eventi di distruzione mareale per oltre un decennio, ma questi ENT sono bestie diverse, raggiungendo una luminosità quasi dieci volte superiore a quella che vediamo di solito”, ha detto Jason Hinkle, che ha guidato lo studio come parte finale della sua ricerca di dottorato presso l’Institute for Astronomy (IfA) dell’Università delle Hawaii.

“Non solo gli ENT sono molto più luminosi dei normali eventi di distruzione mareale, ma rimangono luminosi per anni, superando di gran lunga la produzione di energia anche delle più luminose esplosioni di supernova conosciute”.

L’immensa produzione totale di energia di questi otorinolaringoiatri è davvero senza precedenti.

L’ENT più energetica studiata, chiamata Gaia18cdj, ha emesso un’incredibile quantità di energia 25 volte superiore a quella delle supernove più energetiche conosciute.

Mentre le tipiche supernove emettono tanta energia quanto il Sole nei suoi 10 miliardi di anni di vita, le ENT irradiano l’energia di 100 Soli.

Gli ENT sono stati scoperti per la prima volta quando Hinkle ha iniziato una ricerca sistematica di survey pubbliche per brillamenti di lunga durata provenienti dai centri delle galassie. Ha identificato due brillamenti insoliti nei dati della missione Gaia dell’Agenzia spaziale europea che sono stati rilevati nel 2016 e nel 2018.

“Gaia non ti dice la fisica dell’evento, solo che qualcosa è cambiato in luminosità”, ha detto Hinkle.

La scoperta ha lanciato una campagna di follow-up pluriennale per capire quali fossero queste fonti.

Nel frattempo, un terzo evento con proprietà simili è stato scoperto nel 2020 dalla Zwicky Transient Facility (ZTF) e segnalato in modo indipendente da due team nel 2023.

L’utilizzo dei dati del Keck Observatory Archive (KOA) per questo nuovo oggetto ZTF ha mostrato che era simile ai due ENT di Gaia, aggiungendo un forte supporto al fatto che gli ENT sono una nuova classe distinta di eventi astrofisici estremi.

Attingendo alle osservazioni di una vasta gamma di telescopi terrestri e spaziali, il team ha determinato che questi eventi straordinari non possono essere supernovae perché rilasciano molta più energia di qualsiasi esplosione stellare conosciuta.

Il puro bilancio energetico, combinato con le loro curve di luce fluide e prolungate, indicava fermamente un meccanismo alternativo: l’accrescimento su un buco nero supermassiccio.

Tuttavia, gli ENT differiscono in modo significativo dal normale accrescimento del buco nero, quando i materiali che circondano il buco nero si riscaldano ed emettono luce e in genere mostrano cambiamenti irregolari e imprevedibili nella luminosità.

I brillamenti regolari e di lunga durata degli ENT indicano un processo fisico distinto: l’accrescimento graduale di una stella disgregata da un buco nero supermassiccio.

Benjamin Shappee, professore associato presso l’IfA e coautore dello studio, ha sottolineato le implicazioni: “Gli otorinolaringoiatri forniscono un nuovo prezioso strumento per studiare i buchi neri massicci in galassie lontane. Poiché sono così luminosi, possiamo vederli attraverso vaste distanze cosmiche e, in astronomia, guardare lontano significa guardare indietro nel tempo. Osservando questi brillamenti prolungati, otteniamo informazioni sulla crescita dei buchi neri durante un’era chiave nota come mezzogiorno cosmico, quando l’universo aveva la metà della sua età attuale quando le galassie si verificavano, formando stelle e alimentando i loro buchi neri supermassicci 10 volte più vigorosamente di quanto non facciano oggi”.

La rarità delle ENT, che si verificano almeno 10 milioni di volte meno frequentemente delle supernove, rende la loro rilevazione difficile e dipendente dal monitoraggio prolungato del cosmo.

Osservatori futuri come l’Osservatorio Vera C. Rubin e il Nancy Grace Roman Space Telescope della NASA promettono di scoprire molti altri di questi eventi spettacolari, rivoluzionando la nostra comprensione dell’attività dei buchi neri nel lontano universo primordiale.

“Questi ENT non segnano solo la drammatica fine della vita di una stella massiccia”, ha affermato Hinkle. “Illuminano i processi responsabili della crescita dei buchi neri più grandi dell’universo”.

Immagine: Osservatorio WM Keck / Adam Makarenko.

The post Il più grande boom dai tempi del Big Bang: scoperte le esplosioni più energetiche dell’universo appeared first on Cronache di Scienza.