Per la prima volta, gli astronomi potrebbero aver osservato la nascita di un buco nero: un lampo velocissimo, potente e luminoso registrato dai telescopi gemelli Atlas alle Hawaii lo scorso 17 giugno. All’epoca, l’esplosione dell’oggetto celeste identificato dalla sigla AT2018cow e soprannominato “The Cow” era apparsa agli scienziati un evento anomalo e inspiegabile, forse, una supernova. Ma ora uno studio dimostra che quell’immane esplosione non può che essere la nascita di un buco nero o di una stella di neutroni. La ricerca, guidata dall’italiana Raffaella Margutti presso la Northwestern University negli Usa, verrà pubblicata su Astrophysical Journal ed è disponibile in anteprima su ArXiv.
Tutte le immagini della mucca cosmica
Per svelare il mistero della The Cow il gruppo internazionale guidato da Margutti ha deciso di analizzare le immagini della “mucca cosmica” dopo l’esplosione iniziale, comprese quelle registrate anche da altri telescopi oltre Atlas. Immagini di raggi X alle più alte energie (hard X-ray), 10 volte più potenti dei raggi X normali, e di onde radio riprese dai telescopi NuSTAR della Nasa e XMM-Newton dell’Agenzia Spaziale Europea (Esa) e quelle di raggi gamma provenienti dal telescopio INTEGRAL della Nasa, dell’Esa e della russa Roscosmos.
Le ipotesi
In generale, quando una stella molto grande, con una massa 6 o 7 volte maggiore di quella del Sole, esplode, può dar luogo a una supernova. Ma in certi casi, ancora più energetici, anche alla nascita di un buco nero o di una stella di neutroni.
In prima battuta, gli scienziati di tutto il mondo hanno pensato che l’evento di The Cow fosse una supernova, ovvero un’esplosione stellare, dovuta alla morte di una stella. Dopo uno studio accurato dei dati però sono emerse alcune anomalie. Gli elementi insoliti riguardano la straordinaria luminosità di “The Cow”, da 10 a 100 volte maggiore rispetto a quella di una supernova standard. Anche la velocità dell’evento, da quando la stella è esplosa fino alla sua scomparsa, è risultata maggiore rispetto a quella di qualsiasi altra esplosione nota. Le particelle emesse, infatti, avevano una velocità di 30mila chilometri al secondo (circa il 10% della velocità della luce). Il terzo elemento anomalo consiste nell’energia emessa in breve tempo. In soli 16 giorni, infatti, l’oggetto ha emesso la maggior parte della sua energia, a fronte di processi che possono durare molto più a lungo. Il team guidato da Margutti ha scartato dunque questa prima ipotesi: non si tratta di una supernova normale.
A questo punto gli autori hanno voluto studiare più da vicino l’oggetto celeste “The Cow”. Dall’analisi della composizione chimica è emersa la presenza di idrogeno e elio, e ciò ha portato gli astrofisici a escludere come causa dell’esplosione lo scontro fra due oggetti compatti, come due stelle di neutroni che producono onde gravitazionali (come in un evento osservato nell’ottobre 2017). Combinando insieme i dati rilevati con i telescopi e le osservazioni su The Cow, secondo i ricercatori la spiegazione più probabile è dunque che la forte esplosione stellare corrisponda alla nascita di un buco nero o di una stella di neutroni.
La prima nascita di un buco nero in diretta
Nel cielo molte stelle collassano continuamente in buchi neri. Ma è la prima volta che un evento simile – il collasso e la formazione di un buco nero (o di una stella di neutroni) – vengono catturati dagli strumenti e quindi osservati “in diretta” dagli astronomi. La difficoltà nel visualizzare la nascita di un buco nero è dovuta all’ampia quantità di materiale celeste prodotto durante l’esplosione, che va a “coprire” il buco nero stesso. In questo caso, fortunatamente, il materiale era molto ridotto, minore di ben 10 volte rispetto a quello di un’esplosione stellare standard. Un altro elemento favorevole è stata la relativa vicinanza dell’oggetto AT2018cow, a soli 200 anni luce dalla Terra.
Questo evento raro aiuterà gli scienziati a ottenere informazioni su importanti processi cosmici, difficili da osservare, per capire meglio cosa succede nel momento della nascita di un buco nero o di una stella di neutroni.
