Cos'è una mucca cosmica?

Feb 04 2022
Gli astronomi dell'Osservatorio Haleakalā alle Hawaii hanno notato una brillante emissione di raggi X nel 2018, che è persistita per tre settimane e ha brillato dieci volte più intensamente rispetto alle supernove studiate in precedenza, ma solo ora stanno iniziando a capirla.
Rappresentazione artistica dell'esplosione misteriosa, AT2018cow. Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone

Data la vastità dell'universo e i pochi secoli in cui gli umani hanno guardato verso le stelle, non sorprende che stiamo ancora scoprendo come funzionano le cose là fuori. Un buon esempio di questo processo è la "mucca cosmica", il nome non ufficiale usato affettuosamente dagli astronomi per riferirsi a AT2018cow , un fenomeno a raggi X inspiegabile verificatosi nel 2018.

Oggi, i ricercatori hanno una forte ipotesi per spiegare la mucca cosmica e guidare la ricerca futura sui buchi neri , le stelle di neutroni e altri eventi ancora inspiegabili nei punti più remoti dell'universo.

Come muoiono normalmente le stelle

Per capire perché la mucca cosmica ha attirato l'attenzione degli astronomi, aiuta a comprendere il ciclo di vita delle stelle , inclusa la morte delle stelle. Naturalmente, esiste una gamma di tipi e dimensioni di stelle, il che significa che non esiste un modo normale per le stelle di morire, e anche "morire" non è una parola precisa, poiché le stelle si spostano semplicemente da una fase della vita all'altra.

In ogni caso, è ampiamente corretto affermare che quando la maggior parte delle stelle massicce (molto più grandi del nostro sole) raggiungono la fine del loro ciclo di vita e hanno consumato tutto il carburante all'interno dei loro nuclei, esplodono in una supernova e poi diventano o un nero stella bucata o di neutroni, a seconda delle dimensioni originali della stella.

Gli astronomi hanno misurato a lungo le supernove; la prima possibile supernova registrata risale agli astronomi indiani nel 4500 aC . (più o meno circa 1.000 anni). Da allora, ci sono state molte supernove degne di nota, inclusa una notata dagli astronomi cinesi nel 185 d.C. , un'altra da Johannes Kepler (e molti altri astronomi in tutto il mondo) nel 1604 e dozzine di altre grazie ai progressi nella scienza dei telescopi. È sicuro dire che gli astronomi generalmente capiscono cosa stanno vedendo quando un'emissione luminosa appare nel cielo.

Cosa rende diversa la mucca cosmica

Questo è ciò che è stato così sconcertante sulla mucca AT2018, la mucca cosmica, quando gli astronomi l'hanno osservata per la prima volta nel giugno 2018 . Gli astronomi che utilizzano il telescopio ATLAS-HKO all'Osservatorio di Haleakalā alle Hawaii hanno notato la brillante emissione di raggi X, che è persistita per tre settimane e ha brillato dieci volte più intensamente delle supernove che gli astronomi avevano precedentemente studiato.

Solo ora, anni dopo, abbiamo un'idea di ciò che potrebbe aver causato questa emissione luminosa: un fascio di gioia rimbalzante per l'universo, sotto forma di un piccolo buco nero o di una stella di neutroni appena nata.

Gli astronomi del MIT, guidati dal ricercatore Dheeraj "DJ" Pasham presso il Kavli Institute for Astrophysics and Space Research di Cambridge, Massachussetts, hanno studiato le emissioni della mucca per diversi mesi, pubblicando le loro scoperte il 13 dicembre 2021 sulla rivista Nature Astronomia. Hanno determinato che è probabilmente il risultato di una massiccia produzione di energia causata da un buco nero o da una stella di neutroni che si gode il primo pasto della sua stella di origine. A differenza di altre supernove, l'energia emessa dalla mucca si è verificata in modo leggermente diverso, da qui il bagliore luminoso e duraturo che abbiamo osservato nel cielo.

Dati i dati unici che il suo team stava studiando, Pasham ha ammesso di sperare che la spiegazione indicasse un buco nero che mangia una stella esotica. "Sono rimasto un po' deluso", ha detto a ScienceNews. “Ma sono più sbalordito che questa possa essere una prova diretta della nascita di un buco nero. Questo è un risultato ancora più interessante”.

Nuovi modi per studiare la nascita di buchi neri e stelle di neutroni

I risultati di questo studio del MIT suggeriscono che gli astrofisici potrebbero utilizzare un protocollo simile per esaminare i dati da altri fenomeni di origine inspiegabile, chiamati fenomeni di transitorio ottico blu veloce (FBOT) . Ci sono circa una dozzina di questi eventi che sono stati registrati e gli astronomi potrebbero ora essere in grado di elaborare nuove ipotesi per spiegare questi eventi nelle lontane regioni dell'universo.

Inoltre, la mucca cosmica ora fornisce agli astronomi una guida quando si tratta di cercare nuove stelle di neutroni e piccoli buchi neri; poiché lo studio dei buchi neri è una grande priorità per la NASA in questo momento , è sempre bene avere un'idea migliore di cosa cercare e anche ottenere una migliore comprensione del ciclo di vita dei buchi neri.

Ora è interessante

Se vuoi tenere d'occhio i buchi neri, la missione della NASA da tenere d'occhio è l' Imaging X-Ray Polarimetry Explorer (IXPE) , lanciato a dicembre 2021, e il Chandra X-Ray Observatory . Questi due telescopi spaziali stanno osservando le vaste distese della nostra galassia e dell'universo per misurare le emissioni di raggi X tipiche dei buchi neri, anche se, come stiamo imparando, ci sono anche buchi neri atipici!