Il lampo sembrava emettere più luce di 1.000 trilioni di soli ed era stato rilevato all'inizio del 2022 tra i dati della Zwicky Transient Facility, un'indagine all-sky attiva presso l'Osservatorio Palomar in California. Il team, guidato da ricercatori della NASA, Caltech e altri gruppi aveva pubblicato le proprie scoperte che hanno subito attirato l'attenzione degli astronomi di tutto il mondo, compresi gli scienziati del Massachusetts Institute of Technology (MIT). Nei giorni successivi, altri telescopi si sono concentrati sul segnale per raccogliere dati su più lunghezze d'onda nelle bande di raggi X, ultravioletti, ottici e radio e scoprire cosa stava producendo una quantità così enorme di luce. Ora, in uno studio apparso su Nature Astronomy, gli scienziati riferiscono che il segnale, denominato AT 2022cmc, probabilmente proviene da un getto relativistico di materia che fuoriesce da un buco nero supermassiccio a una velocità prossima a quella della luce. Credono che il getto sia il prodotto di un buco nero che improvvisamente ha iniziato a divorare una stella vicina, rilasciando un'enorme quantità di energia nel processo.

Un TDE da record

Anche se gli astronomi hanno osservato altri simili "eventi di interruzione mareali", o TDE, che si verificano quando una stella si avvicina troppo all'orizzonte degli eventi di un buco nero supermassiccio e viene disfatta dalle forze di marea del buco nero, sottoposta a spaghettificazione. Ma AT 2022cmc è più luminoso di qualsiasi TDE scoperto fino ad oggi ed è anche la sorgente più lontana mai rilevata, a circa 8,5 miliardi di anni luce di distanza (che è più della metà dell'età dell'universo).

Emissioni TDE.
Crediti: Zwicky Transient Facility/R.Hurt (Caltech/IPAC)

Doppler boosting

Dopo la scoperta iniziale di AT 2022cmc, il Dr Dheeraj Pasham and Dr Matteo Lucchini si sono concentrati sul segnale utilizzando il Neutron star Interior Composition ExploreR (NICER), un telescopio a raggi X che opera a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS).
"Le cose sembravano abbastanza normali i primi tre giorni", ricorda Pasham. "Poi l'abbiamo guardato con un telescopio a raggi , e quello che abbiamo scoperto è che la sorgente era troppo luminosa."
In genere, tali lampi luminosi nel cielo sono lampi di raggi gamma, getti estremi di emissioni di raggi X che si sprigionano dal collasso di stelle massicce.
"Questo particolare evento è stato 100 volte più potente del più potente bagliore residuo di lampi di raggi gamma", ha affermato Pasham. "È stato qualcosa di straordinario."

Come può un evento così lontano apparire così luminoso nel nostro cielo? Il team ritiene che la risposta a questa domanda vada cercata nella geometria di osservazione, cioè il getto del buco nero potrebbe puntare direttamente verso la Terra, facendo apparire il segnale più luminoso. L'effetto è chiamato "doppler boosting" ed è simile al suono amplificato di una sirena che passa.

AT 2022cmc è il quarto TDE potenziato dal Doppler rilevato finora e il primo evento di questo tipo osservato dal 2011. È anche il primo TDE scoperto utilizzando un rilevamento ottico.

I ricercatori hanno anche calcolato che la velocità del getto è il 99,99% della velocità della luce
Per produrre un getto così intenso, il buco nero deve trovarsi in una fase estremamente attiva, quella che Pasham descrive come una "frenesia di iperalimentazione".
"Probabilmente sta inghiottendo la stella al ritmo di metà della massa del sole all'anno", ha stimato Pasham. "Gran parte di questa interruzione mareale si verifica all'inizio e siamo stati in grado di cogliere questo evento fin dal principio, entro una settimana da quando il buco nero ha iniziato a nutrirsi della stella".

Man mano che nei prossimi anni verranno avviati telescopi più potenti, riveleranno più TDE, che potranno far luce su come i buchi neri supermassicci crescono e modellano le galassie in cui risiedono.
"Sappiamo che esiste un buco nero supermassiccio per galassia e si sono formati molto rapidamente nel primo milione di anni dell'universo", ha detto il coautore Matteo Lucchini. "Questo ci dice che si nutrono molto velocemente, anche se non sappiamo come funziona quel processo di alimentazione. Quindi, sorgenti come un TDE possono effettivamente essere un ottimo modo per sondare per come avviene quel processo".