Un Risveglio di un Enorme Buco Nero Fa Luce sul Comportamento Galattico

Una galassia chiamata SDSS1335+0728 ha mostrato un continuo aumento di luminosità dal 2019, attribuito all'attivazione del suo buco nero supermassiccio centrale, gettando luce su come i nuclei galattici diventino attivi. Credito: ESO/M. Kornmesser

La galassia SDSS1335+0728, osservata dal Very Large Telescope e da altri, ha mostrato cambiamenti di luminosità senza precedenti dal dicembre 2019, probabilmente dovuti all'attivazione di un buco nero supermassiccio al suo centro.

Questo continuo aumento di luminosità offre un'opportunità unica per studiare la transizione da uno stato quiescente a un nucleo galattico attivo, fase cruciale che la maggior parte delle galassie con buchi neri centrali subisce.

Osservazioni da diversi telescopi, inclusi il Very Large Telescope (VLT) dell'Osservatorio Europeo Australe nel Deserto di Atacama in Cile, mostrano una galassia che ha subito cambiamenti drammatici negli ultimi anni. Questi cambiamenti di luminosità hanno avuto inizio nel dicembre 2019, un fenomeno notato per la prima volta dal Zwicky Transient Facility (ZTF), che opera dal telescopio da 48 pollici Samuel Oschin presso l'Osservatorio Palomar del Caltech.

Diversi fenomeni possono causare un aumento temporaneo di luminosità in una galassia, incluseli esplosioni di supernovae o le disgregazioni mareali (quando una stella viene lacerata mentre passa vicino a un buco nero supermassiccio). Ma il comportamento di questa galassia, chiamata SDSS1335+0728, è nuovo, almeno rispetto alle osservazioni precedenti. Piuttosto che aumentare temporaneamente la luminosità per decine o alcuni centinaia di giorni, la galassia sta ancora diventando più luminosa oggi, più di quattro anni dopo il primo cambiamento osservato.

Questo video si avvicina alla galassia SDSS1335+0728, che alla fine del 2019 ha improvvisamente cominciato a risplendere più intensamente che mai e è stata classificata come nucleo galattico attivo. Un dettaglio alla fine del video mostra l'animazione di un artista del massiccio buco nero al centro della galassia, con il disco crescente di materiale che viene attratto dal buco nero mentre si nutre del gas disponibile nei suoi dintorni. Questa è la prima volta che il risveglio di un buco nero massiccio viene osservato in tempo reale.

La spiegazione più probabile per questo comportamento è l'attivazione di un buco nero al centro di SDSS1335+0728, anche se altre spiegazioni non sono ancora state escluse. Quando buchi neri supermassicci come questo si attivano, vengono chiamati nuclei galattici attivi.

“Abbiamo trovato diversi milioni di nuclei galattici attivi fino ad oggi e, con la nuova generazione di rilevamenti del cielo a dominio temporale come quello del ZTF, ne abbiamo trovati circa 700 che stanno subendo significativi cambiamenti di luminosità,” spiega Matthew Graham, professore di ricerca di astronomia al Caltech e scienziato del progetto ZTF. “Ma fino ad ora, non abbiamo osservato nessun nucleo galattico che stesse effettivamente passando al processo di accendersi, di transizione da uno stato quiescente a uno stato attivo con materiale che cade nel buco nero supermassiccio al centro della galassia.”

Questa rappresentazione artistica mostra due fasi nella formazione di un disco di gas e polvere attorno al massiccio buco nero al centro della galassia SDSS1335+0728. Il nucleo di questa galassia si è acceso nel 2019 e continua a risplendere oggi — la prima volta che osserviamo in tempo reale un buco nero massiccio diventare attivo. Credito: ESO/M. Kornmesser

Nuove osservazioni dal VLT dell'ESO e da altre località mostrano che SDSS1335+0728 sta irradiando più luce ultravioletta, ottica e infrarossa, e, più di recente, raggi X.

“Per quanto possiamo dire,” afferma Graham, “non c'è nulla di particolarmente insolito in questa galassia. L'abbiamo solo sorpresa in un momento piuttosto unico. Ci aspettiamo che la maggior parte delle galassie passi attraverso una fase come questa poiché la maggior parte delle galassie ha un buco nero supermassiccio al loro centro. Ulteriori studi su questa galassia ci aiuteranno a comprendere meglio questo processo e ci permetteranno anche di trovare altri esempi.”

Questa animazione mostra il disco di materiale che cresce attorno al buco nero massiccio al centro della galassia SDSS1335+0728. Alla fine del 2019 questa galassia ha improvvisamente cominciato a risplendere più intensamente che mai e si è classificata come nucleo galattico attivo, alimentato dal buco nero centrale che si nutre del materiale circostante. Credito: ESO/M. Kornmesser

Questa ricerca è stata pubblicata in Astronomy & Astrophysics con il titolo “SDSS1335+0728: L'attivazione di un buco nero di ∼106 M⊙.”

Per saperne di più su questa ricerca, vedere L'osservazione dell'improvviso risveglio di un buco nero massiccio.