UNA NUOVA IPOTESI SULLA CAUSA DELL’EVENTO AT 2021LWX

All’origine della più grande esplosione cosmica

Eventi come questo osservato da un team guidato dall'Università di Southampton sono estremamente rari: è un transiente di portata record, dura ormai da tre anni ed è cento volte più grande del Sistema solare. Francesca Onori (Inaf Abruzzo): «Abbiamo dimostrato come tale esplosione possa essere spiegata con la violenta distruzione di una vasta nube di gas e polveri da parte di un buco nero supermassiccio»

     15/05/2023

Rappresentazione artistica dell’accrescimento di un buco nero. Crediti: John A. Paice

Dieci volte più brillante di qualsiasi supernova conosciuta e cento volte più grande del Sistema solare. È questo il biglietto da visita di At 2021lwx, un’esplosione talmente potente da meritarsi l’appellativo di “Scary Barbie” e, ora, un articolo pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society da un gruppo di ricercatori – guidati dall’Università di Southampton (Regno Unito) – di cui fa parte anche l’Istituto nazionale di astrofisica. La deflagrazione dura da più di tre anni, un record insolito rispetto alla maggior parte delle supernove che sono visibilmente luminose solo per pochi mesi, e ha avuto luogo quasi 8 miliardi di anni luce fa, quando l’universo aveva circa 6 miliardi di anni, nella costellazione della Volpetta. Si tratta di un caso di serendipità: gli astronomi si sono imbattuti in questo evento per caso, mentre erano a caccia di un particolare tipo di supernova.

Al suo massimo splendore, questa esplosione era circa duemila miliardi di volte più luminosa del Sole. E anche rispetto all’esplosione in assoluto più luminosa mai registrata – il lampo di raggi gamma Grb 221009A, più luminoso di AT 2021lwx ma durato solo per una frazione del tempo – l’energia complessiva rilasciata dall’esplosione di At 2021lwx è di gran lunga maggiore.

L’evento At 2021lwx è stato rilevato per la prima volta nel 2020 dalla Zwicky Transient Facility (Ztf) in California ed è stato successivamente osservato dall’Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System (Atlas) alle Hawaii. Queste strutture scandagliano il cielo notturno a caccia di oggetti transienti che cambiano rapidamente luminosità, segnalando eventi cosmici come supernove e il passaggio di asteroidi e comete. Fino ad ora, l’entità dell’esplosione era sconosciuta. Il team ha studiato ulteriormente l’oggetto con diversi telescopi: il Neil Gehrels Swift Observatory, il New Technology Telescope in Cile e il Gran Telescopio Canarias a La Palma, in Spagna.

Francesca Onori, ricercatrice all’Inaf d’Abruzzo e coautrice dello studio pubblicato su Mnras

A differenza di quanto ipotizzato dai colleghi della Purdue University, secondo i quali all’origine dell’evento ci sarebbe la disintegrazione di una stella molto massiccia da parte di un buco nero, i ricercatori dell’Università di Southampton ritengono che l’esplosione sia stata causata da una vasta nube di gas, forse migliaia di volte più grande del Sole, che un buco nero supermassiccio ha violentemente disgregato. I frammenti sarebbero stati inghiottiti, emettendo onde d’urto attraverso i suoi resti e in un grande agglomerato di polvere a forma di ciambella che circonda il buco nero. Tali eventi sono rari, e non si era mai assistito a nulla di questa portata.

«L’origine di At 2021lwx rimane abbastanza misteriosa», dice a Media Inaf una delle coautrici del nuovo studio, Francesca Onori, assegnista di ricerca all’Inaf Abruzzo, «e sono stati esplorati vari scenari per spiegare l’emissione osservata. Nel nostro lavoro abbiamo dimostrato come tale esplosione possa essere spiegata con la violenta distruzione di una vasta nube di gas e/o polveri – migliaia di volte più grande del Sole – da parte di un buco nero supermassiccio. In particolare, frammenti di questa enorme nube sarebbero stati inghiottiti dal buco nero, risvegliandolo e  rivelandoci la sua presenza attraverso l’emissione elettromagnetica da noi osservata. Data la peculiarità dell’esplosione, nei mesi successivi l’annuncio abbiamo condotto un’intensa campagna di monitoraggio in multibanda utilizzando tutte le facilities a nostra disposizione. Abbiamo acquisito spettri nell’ottico con il telescopio Ntt, spettri nel vicino infrarosso utilizzando il Gtc, abbiamo studiato la sua evoluzione nell’ultravioletto e nei raggi X con il satellite Swift, e infine abbiamo monitorato anche la sua emissione nel medio infrarosso utilizzando i dati di archivio della survey Wise».

Nei prossimi mesi, per verificare la causa dell’esplosione, il team eseguirà anche simulazioni computazionali. «Con nuove infrastrutture, come il Vera Rubin Observatory, in arrivo nei prossimi anni», conclude il primo autore dello studio, Philip Wiseman, ricercatore all’Università di Southampton, «speriamo di scoprire altri eventi come questo e saperne di più. Potrebbe essere che questi eventi, sebbene estremamente rari, siano così energetici da essere fondamentali nell’evoluzione delle galassie».

Per saperne di più:

  • Leggi su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society l’articolo “Multiwavelength observations of the extraordinary accretion event AT2021lwx”,  di P. Wiseman, Y. Wang, S. Hönig, N. Castro-Segura, P. Clark, C. Frohmaier, M. D. Fulton, G. Leloudas, M. Middleton, T. E. Müller-Bravo, A. Mummery, M. Pursiainen, S. J. Smartt, K. Smith, M. Sullivan, J. P. Anderson, J. A. Acosta Pulido, P. Charalampopoulos, M. Banerji, M. Dennefeld, L. Galbany, M. Gromadzki, C. P. Gutiérrez, N. Ihanec, E. Kankare, A. Lawrence, B. Mockler, T. Moore, M. Nicholl, F. Onori, T. Petrushevska, F. Ragosta, S. Rest, M. Smith, T. Wevers, R. Carini, T.-W. Chen, K. Chambers, H. Gao, M. Huber, C. Inserra, E. Magnier, L. Makrygianni, M. Toy, F. Vincentelli e D. R. Young