Quando arriva Davide, Golia ha la tosse

Gli astronomi e gli astrofisici conoscono il fenomeno per cui un oggetto luminoso nel cielo si oscura a intervalli regolari. Almeno quando il corpo luminoso è una stella. L'annerimento uniforme è solitamente un segno inequivocabile che un pianeta orbita attorno a quella stella e, a intervalli periodici, consente brevemente a una quantità leggermente inferiore di luce proveniente dalla stella di passare nella direzione del telescopio.

Ma cosa potrebbe causare l’attenuazione del massiccio bagliore di un’intera galassia a intervalli regolari? Dheeraj Basham del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha voluto andare a fondo di questa domanda fin da quando ha iniziato a studiare il cosiddetto “evento di interruzione delle maree” (TDE) in una galassia molto, molto lontana.

Nel dicembre 2020, un tale TDE è stato scoperto in una galassia distante circa 800 milioni di anni luce. Questa parte del cielo era relativamente tranquilla e buia finché i telescopi non l'hanno rilevata, quando la galassia si è improvvisamente illuminata di un fattore 1000. Dheeraj Basham ha deciso di monitorare l'eruzione utilizzando il NICER (“Neutron Star Interior Composition Explorer”) della NASA, uno strumento a raggi X. telescopio a bordo della Stazione Spaziale Internazionale che monitora costantemente il cielo per individuare lampi di raggi X.

L’epidemia durò circa quattro mesi prima di placarsi. Durante questo periodo, NICER ha effettuato misurazioni quotidiane ad alta frequenza dell'emissione di raggi X della galassia. Mentre Basham esaminava attentamente i dati, notò uno strano schema: lievi cali in una banda molto stretta di raggi X che apparivano ogni otto giorni e mezzo. “Ero confuso su cosa significasse, perché questo modello non si adattava a nulla di ciò che sapevamo su questi sistemi”, ricorda Basham.

Mentre cercava una spiegazione per i cali periodici, Basham si è imbattuto in un recente articolo scritto da fisici teorici della Repubblica Ceca. Questi fisici cechi hanno scoperto separatamente che è teoricamente possibile che il buco nero supermassiccio centrale della galassia abbia un secondo buco nero, molto più piccolo. Questo buco nero più piccolo non deve necessariamente orbitare attorno al suo “fratello maggiore” con lo stesso angolo del disco di accrescimento.

Basham ha inviato a Czech un'e-mail in cui scriveva: “Ciò che prevede la tua teoria è probabilmente ciò che sto osservando qui adesso”. Da allora cechi e americani lavorano insieme e al grande progetto hanno preso parte anche ricercatori italiani. La loro ultima spiegazione di ciò che è accaduto e di ciò che è stato visto aggiunge un capitolo completamente nuovo al libro sulla conoscenza dei buchi neri che potrebbe intitolarsi “Il sistema di Davide e Golia”.

I ricercatori sospettano che nel dicembre 2020 una stella si sia avvicinata molto al sistema di Davide e Golia e sia stata fatta a pezzi dall'immensa gravità di Golia. L'improvviso afflusso di materiale stellare fa sì che il disco di accrescimento del buco nero si illumini mentre i detriti stellari ruotano nel buco nero. Per quattro mesi, Golia si “nutrì” di detriti stellari mentre David continuò a orbitare attorno al disco.

Il piccolo buco nero penetrava periodicamente nel luminoso disco di accrescimento e lì rilasciava una nube di gas. Poiché questa nuvola puntava nella direzione del telescopio osservatore, si poteva osservare una diminuzione dell'energia totale della galassia e la luce veniva ripetutamente bloccata per un breve periodo. “Questo è qualcosa di completamente nuovo”, afferma Dheeraj Basham. “Ciò non combacia con tutto ciò che sappiamo su questi sistemi. Vediamo prove di oggetti che entrano e passano attraverso il disco da diverse angolazioni, il che sfida l'immagine tradizionale di un semplice disco gassoso attorno ai buchi neri.”

Per inciso, i termini “David” e “piccolo” dovrebbero essere considerati relativamente in un tale sistema di buchi neri. Secondo gli scienziati, anche il “Piccolo David” nello scenario esaminato pesa tra le 100 e le 10.000 masse solari. Ma questo è ancora molto piccolo rispetto a un grande buco nero. Questo ha una gravità che gli scienziati stimano sia 50 milioni di volte maggiore della gravità del nostro sole. È in qualche modo rassicurante che Golia si trovi a 800 milioni di anni luce di distanza.