Si pensa che la maggior parte delle galassie ospiti un buco nero supermassiccio al proprio centro, che è fondamentalmente il modo in cui l'universo dice: 'Ho un appetito davvero grande'. Questi oggetti enormi possono pesare milioni o addirittura miliardi di volte più del Sole, creando alcuni degli ambienti gravitazionali più forti conosciuti - abbastanza forti da trasformare una stella in spaghetti, se ti piacciono queste metafore.

Quando una stella passa pericolosamente vicino a uno di questi buchi neri, la distruzione non è sempre immediata. Alcune stelle sopravvivono all'incontro e tornano per un'altra volta, generando ogni volta un nuovo lampo di luce. Questi eventi, noti come eventi di distruzione mareale parziali ripetuti (rpTDE), permettono agli astronomi di osservare la stessa stella venire ripetutamente sgranocchiata dallo stesso buco nero. I rilievi time-domain a campo ampio rendono possibile tutto ciò scandagliando vaste regioni di cielo e monitorando oggetti la cui luminosità cambia - come un reality show cosmico.

Eppure alcuni di questi sistemi sono un mistero. Invece di produrre bagliori simili a ogni ritorno, diventano progressivamente più deboli - come un brutto sequel che perde colpi. Per anni, i modelli teorici hanno faticato a spiegare questo comportamento.

Una nuova ricerca degli astrofisici della Syracuse University suggerisce che una proprietà della stella finora sottovalutata potrebbe essere la chiave: la velocità con cui ruotava prima del suo primo incontro ravvicinato con il buco nero. Lo studio, pubblicato su The Astrophysical Journal, è stato guidato dalla studentessa di dottorato Ananya Bandopadhyay, insieme al ricercatore post-dottorato Benjamin Amend e al professore associato Eric Coughlin, tutti del Dipartimento di Fisica, oltre a collaboratori di altri istituti.

In un evento di distruzione mareale standard (TDE), la gravità del buco nero varia così tanto attraverso la stella che questa viene completamente fatta a pezzi. I detriti cadono verso il buco nero, rilasciando luce per giorni o mesi. I buchi neri non emettono luce da soli, ma un TDE fornisce temporaneamente materiale che illumina la regione - una sorta di torcia cosmica.

Non ogni incontro finisce in distruzione totale. Se una stella passa abbastanza vicino da perdere solo parte della sua massa, si tratta di un TDE parziale. In un TDE parziale ripetuto, il nucleo sopravvissuto rimane in orbita e torna per altri incontri ravvicinati, perdendo altro materiale ogni volta. Questi passaggi possono avvenire a distanza di mesi o diversi anni.

La quantità di materiale strappato dipende dalla struttura interna della stella. Bandopadhyay paragona una stella di massa bassa a una meringa soffice - diventa sempre più suscettibile alle forze di marea. Una stella di massa più alta è più concentrata verso il centro, con una struttura a cipolla, perdendo gli strati esterni mentre il nucleo rimane stabile, quindi la perdita di massa diminuisce nel tempo.

Queste differenze strutturali aiutano a spiegare perché gli rpTDE si evolvono in modo diverso, ma un'osservazione è stata particolarmente sconcertante: dei circa 10 sistemi ripetuti trovati finora, quattro mostrano bagliori che diventano progressivamente più deboli. Sembrerebbe naturale supporre che meno materiale strappato significhi bagliori più deboli, ma le simulazioni precedenti mostravano il contrario - anche con meno perdita di massa, la luminosità di picco rimaneva più o meno la stessa.

'Siamo rimasti perplessi per due anni', dice Bandopadhyay.

Il loro lavoro precedente ha rivelato un'altra conseguenza delle forze di marea: esse applicano una coppia, facendo ruotare la stella più velocemente dopo ogni incontro. Questa rotazione aumentata cambia la velocità con cui il materiale strappato ricade verso il buco nero. Anche se torna meno materiale, lo fa in un tempo più breve, mantenendo il tasso di ricaduta di picco - e quindi la luminosità prevista del bagliore - approssimativamente costante.

Per riprodurre i bagliori che si affievoliscono, i ricercatori avevano bisogno di 'un nuovo ingrediente': una stella che ruotasse già rapidamente prima del suo primo incontro. Le loro nuove simulazioni suggeriscono che una tale stella non può essere fatta ruotare molto di più durante i passaggi successivi. Senza un grande aumento della rotazione, il tempo di ricaduta rimane costante, quindi mentre viene strappato meno materiale, il tasso di ricaduta di picco diminuisce e il bagliore diventa più debole - in accordo con le osservazioni.

Ma perché una stella che si avvicina a un buco nero supermassiccio dovrebbe già ruotare rapidamente?