La sua radiazione è aumentata più di 40 volte dopo aver distrutto una stella: l'esplosione di un buco nero

Un buco nero supermassiccio (500 milioni di masse solari) smembrando una stella supermassiccia (30 volte il Sole) dà vita al più intenso evento energetico mai prima osservato, e il tutto osservato "al rallentatore", merito della dilatazione cosmologica dei tempi.

La cattura di una stella da parte di un buco nero è tra gli eventi più energetici nell'Universo.
La cattura di una stella da parte di un buco nero è tra gli eventi più energetici nell'Universo.

Dopo un viaggio alla velocità della luce durato circa 10 miliardi di anni, nel 2018 iniziavano ad arrivare sulla Terra le prime “blande” avvisaglie di un qualche evento che, tuttavia, appariva come nulla di particolarmente interessante.

Ad intercettate queste avvisaglie era stato la Zwicky Transient Facility. Questa, come dice il suo stesso nome, è una survey condotta con una camera a grande campo montata sul telescopio Samuel Oschin da 1.22 m a Monte Palomar (California). Operativa dal 2017, il suo scopo principale è scovare rapide variazioni di luminosità, chiamate tecnicamente “transienti”, osservando notte dopo notte l’intero cielo visibile per investigarne la natura.

Una prima analisi di questo inizialmente blando bagliore osservato nel 2018 non escludeva che si potesse trattare del bagliore emesso da un’esplosione di supernova.

Tuttavia, per strana coincidenza esso proveniva in direzione di un Nucleo Galattico Attivo (abbreviato in AGN), precisamente quello chiamato J2245+3743 (nomenclatura basata sulle sue coordinate celesti), distante appunto 10 miliardi di anni luce dalla Terra e con una massa stimata pari a circa 500 milioni di masse solari.

I Nuclei Galattici Attivi sono una tipologia di oggetti cosmici che si annidano nel cuore delle galassie e contengono un buco nero supermassiccio. Questo buco nero divorando la materia circostante è reso luminosissimo dal suo disco di accrescimento. La luminosità di questi AGN varia in maniera piuttosto irregolare, con emissione di lampi di luce, caratteristica per cui vengono definiti “attivi”.

Il bagliore osservato nel 2018 si pensava fosse o una supernova o uno dei tanti bagliori prodotti tipicamente dagli AGN.

La vera natura del bagliore emesso dal buco nero

Continuando ad osservare questo bagliore notte dopo notte si capì che si trattava di qualcosa di tutt'altro che ordinario, un evento assolutamente straordinario. Il bagliore nel giro di appena 3-4 mesi era aumentato di 40 volte, diventando in assoluto il brillamento più intenso mai prima osservato in un buco nero.

Il bagliore emesso dal buco nero J2245+3743 è stato il più intenso mai prima osservato

L’energia emessa dal buco nero a causa di “questo evento” risulta essere pari a 10 miliardi di miliardi l’energia emessa dal Sole in un secondo o se la vogliamo dire diversamente, il brillamento è stato 10 trilioni di volte più brillante del Sole.

Nel grafico i punti neri indicano le osservazioni da Terra che mostrano come sia variata la luminosità del buco nero. Aumentata fino al valore massimo rapidamente, in 3-4 mesi, e poi diminuita più lentamente. Credit: Nature Astronomy (Nat Astron) ISSN 2397-3366 (online)
Nel grafico i punti neri indicano le osservazioni da Terra che mostrano come sia variata la luminosità del buco nero. Aumentata fino al valore massimo rapidamente, in 3-4 mesi, e poi diminuita più lentamente. Credit: Nature Astronomy (Nat Astron) ISSN 2397-3366 (online)

Nessuna supernova, neanche teoricamente, avrebbe potuto produrre così tanta energia.

Andando per esclusione, gli astronomi che hanno condotto lo studio su questo evento, pubblicato sulla rivista Nature Astronomy, sono arrivati alla conclusione che si è trattato di un evento di distruzione mareale (Tidal Disruption Event in inglese).

E’ successo che una stella in orbita attorno al buco nero è stata catturata da questo e “spaghettificata”, come si sul dire per usare un’immagine a noi tutti accessibile, dall'immensa gravità del buco nero.

Rappresentazione artistica del processo di "spaghettificazione" di una stella da parte di un buco nero supermassiccio. Credit: NASA/CXC/M. Weiss
Rappresentazione artistica del processo di "spaghettificazione" di una stella da parte di un buco nero supermassiccio. Credit: NASA/CXC/M. Weiss

La stella non è precipitata direttamente dentro il buco nero, come un sasso dentro uno stagno. Ruotando attorno al buco nero la stella è stata progressivamente stirata e costretta a spiraleggiare fino a perdere la sua forma sferica divenendo plasma (gas caldissimo di elettroni e protoni) che si è andato ad aggiungere a quello del disco di accrescimento del buco nero.

Questo processo di distruzione mareale è altamente energetico. Il materiale stellare surriscaldato nella rotazione e nello stiramento emette enormi quantità di energia. Secondo la famosa equazione della relatività ristretta E = mc2 è come se tutta la massa del Sole fosse stata convertita in energia.

Questi eventi non sono del tutto rari in prossimità di buchi neri supermassicci. Ciò che lo ha reso ad oggi “unico” è stata l’enorme massa della stella inghiottita, pari a circa 30 volte la massa del Sole. Questa circostanza ne ha fatto il più energetico degli eventi mai osservati attorno ad un buco nero.

Un evento spettacolare "al rallentatore"

Si pensi che il record precedente era detenuto da un evento, chiamato “scary Barbie” in cui la stella distrutta era non più grande di 10 masse solari e la luminosità dell’evento circa 30 volte inferiore all’attuale.

Ma non si è trattato solo di grandi energie. Infatti, la distanza a cui l’evento è avvenuto, cioè 10 miliardi di anni luce dalla Terra, ha fatto sì che per la dilatazione cosmologica dei tempi, essendo l’Universo in espansione, lo ha rallentato. Nei pressi del buco nero il tutto è avvenuto nell’arco di circa due anni, qui da Terra è già da 7 anni che lo osserviamo.

Il principale autore di questo studio scrive “Sette anni qui equivalgono a due anni lì. Stiamo guardando l’evento svolgersi a un quarto della velocità normale”, al rallentatore. Questo rallentamento ha giocato a nostro favore, dandoci sufficiente tempo per poterlo osservare sin dal suo inizio.

Riferimento allo studio

"An extremely luminous flare recorded from a supermassive black hole" Graham, M.J., McKernan, B., Ford, K.E.S. et al. Nat Astron 10, 154–164 (2026) https://doi.org/10.1038/s41550-025-02699-0