Pistola fumante del legame tra TDE e QPE

Per avere una migliore comprensione del contenuto di questo articolo (M. Nicholl et al, Quasi-periodic X-ray eruptions years after a nearby tidal disruption event, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-08023-6) sarà bene introdurre, o ripassare, alcuni concetti di base. 

1. Tidal Disruption Event (TDE): Si tratta du un fenomeno cosmico in cui una stella si avvicina troppo a un buco nero e viene disgregata dalle intense forze mareali. Il materiale stellare forma un disco di detriti attorno al buco nero, emettendo radiazioni intense, inclusi raggi X, mentre il materiale viene progressivamente assorbito.

2. Dischi di accrescimento: Quando una stella viene distrutta da un buco nero, i suoi resti formano un disco di accrescimento, una struttura di gas che ruota attorno al buco nero. Questo disco è alimentato dalla materia della stella, che gradualmente cade nel buco nero, emettendo enormi quantità di energia sotto forma di luce e radiazioni.

3. Quasi-Periodic Eruptions (QPE): Si tratta di esplosioni nello spettro dei raggi X che avvengono a intervalli regolari e provengono dai nuclei delle galassie. Le cause di questi impulsi sono sempre state avvolte da un alone di mistero, ma questo articolo fa un po' di luce su almeno una possibile spiegazione.

4. Esplosioni di raggi X: Queste si verificano quando un oggetto come una stella attraversa il disco di detriti attorno al buco nero. L'impatto genera esplosioni di raggi X, che possono essere rilevate con telescopi come il Chandra X-ray Observatory.

Nel 2019, gli astronomi hanno osservato un evento chiamato AT2019qiz, in cui una stella è stata distrutta da un buco nero supermassiccio. I resti della stella hanno formato un disco di detriti attorno al buco nero.

Col passare del tempo, questo disco si è espanso, fino a entrare in contatto con un'altra stella, o forse un piccolo buco nero, che orbitava il buco nero supermassiccio a distanza, fino ad allora, di sicurezza. Ogni 48 ore, l'oggetto in orbita si scontra con il disco, generando potenti esplosioni di raggi X osservate dagli astronomi utilizzando strumenti come il Chandra X-ray Observatory, il telescopio Hubble, NICER (Neutron Star Interior Composition Explorer) e il Neil Gehrels Swift Observatory.

Queste esplosioni ripetute hanno fornito finalmente prove che collegano i due fenomeni cosmici: i "tidal disruption events" (TDE), dove una stella viene fatta a pezzi da un buco nero, e le "quasi-periodic eruptions" (QPE), esplosioni di raggi X che si ripetono e che sono state osservate nei nuclei delle galassie, finora senza trovare una origine certa.