Una lunghissima esplosione segna la fine di una stella, divorata da un buco nero

Una lunghissima emissione di raggi gamma, rilevata il 2 luglio e proseguita per giorni, sarebbe il segnale che un buco nero ha distrutto e fagocitato una stella ad esso vicina. Queste le conclusioni di diversi gruppi di ricerca nel mondo, a cui hanno partecipato anche ricercatori dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), analizzando una mole sterminata di dati provenienti da telescopi spaziali e da Terra.

Tutto è iniziato il 2 luglio 2025, quando il Gamma Ray Burst Monitor del Fermi Gamma Ray Space Telescope della NASA ha scoperto un potente lampo di raggi gamma (o GRB), seguito dal Burst Alert Telescope del Neil Gehrels Swift Observatory della NASA e da altri strumenti. L’evento, invece di durare pochi minuti, si è protratto per giorni, rendendo GRB 250702B – questa la sigla ufficiale – il lampo di raggi gamma più lungo mai osservato.

A partire da queste prime osservazioni, sono stati utilizzati i più potenti telescopi spaziali e terrestri per individuare con precisione la sorgente di quell’eccezionale emissione. Il 3 luglio, Swift ha indicato la provenienza dalla costellazione dello Scudo, vicino al piano della Via Lattea. Rimaneva da stabilire se il fenomeno fosse galattico o extragalattico.

Le immagini ottenute dagli osservatori Keck e Gemini alle Hawaii e dal VLT (Very Large Telescope) dell’ESO in Cile hanno confermato che GRB 250702B provenisse da una galassia esterna, indicazione validata poi dal telescopio spaziale Hubble e dal James Webb Space Telescope (JWST), che mostrano una galassia con una peculiare banda scura di polvere a dividerne il nucleo.

Le indagini sono proseguite. Alla fine di agosto un team dell’Università di Birmingham ha utilizzato Webb e VLT per stimare la distanza della galassia ospite e le sue proprietà, calcolando che l’esplosione ha rilasciato l’energia equivalente a mille Soli che brillano per 10 miliardi di anni. La luce di questo evento è partita 8 miliardi di anni fa, molto prima della formazione del Sistema solare.

Un’analisi della radiazione X successiva all’esplosione ha utilizzato i dati di Swift, dell’Osservatorio a raggi X Chandra e della missione NuSTAR. Swift e NuSTAR hanno rivelato la presenza di brevi e intensi flare fino a due giorni dopo il lampo principale.

Cosa è accaduto, dunque, in quella remota galassia? I dati mostrano caratteristiche compatibili con un lampo gamma ultralungo, ma anche elementi atipici.

Uno degli scenari più discussi ipotizza che un buco nero di massa intermedia (tra 10 e 100 mila masse solari) abbia distrutto una stella che gli si è avvicinata troppo, in un classico evento di distruzione mareale.

Il team che analizza i raggi gamma propone invece un modello diverso: un sistema binario in cui un buco nero di circa tre masse solari si fonde con una stella di elio, privata dell’atmosfera di idrogeno. In questo scenario, il buco nero viene progressivamente avvolto dalla stella, nutrendosi dall’interno fino a provocarne l’esplosione in una supernova, nascosta però da enormi quantità di polvere.

In entrambi i casi, la materia della stella forma un disco di accrescimento attorno al buco nero, riscaldandosi fino a emettere intensi raggi X, mentre i getti di raggi gamma si propagano nello spazio.

“Il contributo dell'INAF a questi studi complessi e articolati su GRB 250702B è stato importante: con Swift abbiamo trovato la posizione precisa del transiente nella banda X, permettendo così di identificare la controparte ottica, e abbiamo contribuito alle osservazioni da Terra con i telescopi di ESO”, afferma Sergio Campana, ricercatore INAF e responsabile italiano della missione Swift.

Per ulteriori informazioni:

GRB 250702B: Discovery of a Gamma-Ray Burst from a Black Hole Falling into a Star di Eliza Neights et al., accettato per la pubblicazione sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

JWST Spectroscopy of GRB 250702B: An Extremely Rare and Exceptionally Energetic Burst in a Dusty, Massive Galaxy at z=1.036 di Benjamin P. Gompertz et al., sottomesso per la pubblicazione alla rivista The Astrophysical Journal Letters

Optical/Infrared Observations of the Extraordinary GRB 250702B: A Highly Obscured Afterglow in a Massive Galaxy Consistent with Multiple Possible Progenitors di Jonathan Carney et al., pubblicato sulla rivista The Astrophysical Journal Letters

Comprehensive X-Ray Observations of the Exceptional Ultralong X-Ray and Gamma-Ray Transient GRB 250702B with Swift, NuSTAR, and Chandra: Insights from the X-Ray Afterglow Properties di Brendan O'Connor et al., pubblicato sulla rivista The Astrophysical Journal Letters

The Day-long, Repeating GRB 250702B: A Unique Extragalactic Transient di Andrew J. Levan et al., pubblicato sulla rivista The Astrophysical Journal Letters