Il più potente bagliore cosmico mai osservato rivela la fine di una stella inghiottita da un buco nero

Un buco nero supermassiccio distrugge, dopo averla catturata, un'intera stella. Questo drammatico evento ha prodotto un bagliore, il più intenso mai osservato, scoperto analizzando i dati raccolti dal telescopio spaziale Gaia.

ENT — Una stella in procinto di essere distrutta da un buco nero super massiccio che, deformandola e poi risucchiandola come uno "spaghetto", la ingloba nel suo brillante disco di accrescimento. Credit: Credits: University of Hawaii by Nancy Hulbirt.

Questa è la storia di una stella nata e cresciuta come tutte le stelle aventi la sua stessa massa (compresa tra le 3 e le 8 masse solari). Tuttavia, invece di morire di vecchiaia, come quasi tutte le stelle, ha avuto una fine precoce e molto cruenta. All'evento che si è manifestato durante la sua cruenta fine è stato dato il nome, apparentemente bizzarro, di Gaia18cdj.

La sigla Gaia18cdj è composta da Gaia - il nome del telescopio che per primo ha scoperto questo evento “transiente”; dal numero 18 - l’anno in cui è avvenuto l'evento, cioè il 2018; e da un codice identificativo unico cdj (per capirci è lo stesso criterio identificativo usato per le targhe delle auto) che serve a distinguerlo da altri eventi successi nello stesso anno.

Durante il suo cammino nelle regioni centrali della sua galassia, questa stella si è imbattuta nel campo gravitazionale di in buco nero supermassiccio (un buco nero con una massa di quasi 1 miliardo di masse solari) e ne è rimasta intrappolata.

L’immensa forza di gravità di questo buco nero super massiccio l’ha via via attirata a sé fino a inghiottirla. Ma non è stata una fine veloce e indolore.

Infatti, in prossimità del buco nero questa stella, come tutti i corpi che finiscono dentro un buco nero, ha iniziato a ruotare attorno allo stesso compiendo delle spirali sempre più strette.

La fine cruenta di una stella

E qui avviene la parte cruenta. Infatti, pensate che questa stella aveva un raggio di circa 200-300 milioni di km. Pertanto, il lato della stella più vicino al buco nero subiva un'attrazione gravitazionale molto maggiore rispetto al lato più lontano.

Il risultato è stato che sotto l’azione di questa forza gravitazionale differenziale (maggiore da un lato e minore dall’altro) è stata letteralmente distrutta venendo allungata (quel processo chiamato spaghettificazione) e risucchiata attorno al buco nero.

Rappresentazione artistica del processo di "spaghettificazione" con cui una stella viene allungata e risucchiata da un buco nero. Credit: ESO/M. Kornmesser

Il gas di cui era costituita la stella, accrescendo la massa del buco nero, è rapidamente diventato caldissimo e quindi brillante producendo un aumento di luminosità elevatissimo ma temporaneo (da cui il nome transiente)..

La luminosità prodotta dalla distruzione della stella è stata circa 25 volte maggiore di quella prodotta dall’esplosione di supernova e ad oggi è l’evento energetico più intenso mai osservato nell’universo.

Questo evento oggi rappresenta il prototipo di una nuova classe chiamata “ENT” (Extremely Nuclear Transients), cioè transienti estremi localizzati nelle regioni del nucleo della galassia che li ospita.

Come è stato scoperto Gaia18cdj

Quando con un telescopio si osserva giorno dopo giorno, per mesi o anni consecutivi, la stessa zona di cielo, succede frequentemente di osservare occasionali e imprevedibili variazioni di luminosità, sia aumenti che diminuzioni.

Indipendentemente da quella che possa esserne la causa, queste variazioni di luminosità, che evolvono in tempi relativamente rapidi per poi finire, vengono chiamate “transienti”, cioè la sostantivazione dell’aggettivo transitorio.

La causa dei transienti può essere la più svariata. Per questo motivo quando i telescopi che effettuano un monitoraggio continuativo del cielo scoprono un transiente, emettono una sorta di “alert”, cioè ne comunicano tempestivamente la scoperta all’intera comunità astronomica in modo tale che altri telescopi, ciascuno specializzato in bande spettrali diverse o in diverse tecniche osservative (imaging, spettroscopia, …) possano iniziare ad osservare lo stesso evento.

Grazie alla sinergia di più telescopi si riesce a capire la fisica che sta dietro a questi fenomeni “transienti”.

Il telescopio spaziale Gaia, che lo scorso Marzo ha gloriosamente concluso ben 10 anni consecutivi di esplorazione dell’intera volta celeste, è stato uno di quei telescopi in grado di scoprire transienti. E ne ha scoperti tantissimi, ma due di questi stanno facendo storia, il già menzionato Gaia18cdj e Gaia16aaw.

curva di luce — Dai dati di Gaia è stato estratto l'andamento temporale del transiente Gaia18cdj, caratterizzato da un rapido aumento di luminosità in circa 50 giorni e da suo più lento declino ancora in corso. Credit: ESA/Gaia/DPAC

Sono avvenuti nel 2016 il primo e nel 2018 il secondo. Ma la loro scoperta, grazie alla successiva analisi dei dati raccolti da Gaia, è avvenuta anni dopo. E’ della settimana scorsa la pubblicazione dell’articolo scientifico in cui Hinkle e i suoi collaboratori hanno presentato questa eccezionale scoperta.

A questi due transienti si aggiunge la scoperta di un terzo transiente della stessa natura, chiamato ZTF20abrbeie, scoperto da un telescopio a Terra, lo ZTF ( Zwicky Transient Facility) al monte Palomar in California, cui scopo primario è proprio l’individuazione di eventi “transienti”.

Gli astronomi ritengono che lo studio di questa nuova classe di transienti, gli ENT, possa fornire informazioni nuove sulle proprietà dei loro carnefici, i buchi neri super massicci.

Riferimenti allo studio

“The most energetic transients: Tidal disruptions of high-mass stars”, Hinkle et al. Science Advances, 4 Jun 2025, Vol 11, Issue 2 - https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adt0074