Alla scoperta dei misteri dei buchi neri nei quasar “rossi”

 

I quasar sono tra gli oggetti più luminosi e lontani dell’universo e al loro interno contengono buchi neri supermassicci che possono arrivare a miliardi di volte la massa del Sole. Esaminando circa 35mila quasar, gli astronomi hanno scoperto che si distinguono in “blu” e “rossi”, a seconda della radiazione emessa. Questi ultimi forniscono indizi estremamente importanti per capire come le galassie si evolvono nel tempo.

 

 

Gli astronomi hanno trovato un legame sorprendente tra la quantità di polvere che circonda un buco nero supermassiccio e la forza dell’emissione radio prodotta in galassie estremamente luminose. I risultati sono pubblicati nel Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Il team di astronomi internazionali, guidato dall’Università di Newcastle e dall’Università di Durham, nel Regno Unito, ha utilizzato nuovi dati dal Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), che sta conducendo un’indagine quinquennale della struttura su larga scala nell’universo che includerà spettri ottici per 3 milioni di quasar, galassie estremamente luminose alimentate da buchi neri supermassicci.

Hanno scoperto che i quasar che contenevano più polvere, e quindi apparivano più rossi, avevano maggiori probabilità di avere un’emissione radio più forte rispetto ai quasar che avevano pochissima o nessuna polvere, apparendo molto blu.

Quasi ogni galassia conosciuta contiene un buco nero supermassiccio, che sono buchi neri con una massa da milioni a miliardi di quella del nostro Sole, al suo centro, compresa la nostra Via Lattea.

In alcune galassie c’è molto materiale al centro, che alimenta e fa crescere questo buco nero supermassiccio, rendendolo molto energetico e “attivo”.

Il tipo più potente di queste galassie attive sono chiamate “quasar”, che sono alcuni degli oggetti più luminosi dell’Universo.

La maggior parte dei quasar appare molto blu, a causa del disco luminoso di materia che orbita e alimenta il buco nero supermassiccio centrale che è molto luminoso nelle lunghezze d’onda ottiche e ultraviolette.

Tuttavia, gli astronomi hanno scoperto che una frazione significativa di questi quasar appare molto rossa, anche se la natura di questi oggetti non è ancora ben compresa.

Per comprendere la fisica di questi quasar rossi sono necessarie misure “spettroscopiche”, che possono essere utilizzate per analizzare la luce dei quasar a diverse lunghezze d’onda.

La “forma” dello spettro del quasar può indicare la quantità di polvere presente che circonda la regione centrale.

Osservare l’emissione radio dei quasar può anche rivelare energia del buco nero supermassiccio centrale, che può lanciare potenti “venti” o “getti” che potrebbero modellare la galassia circostante.

Questo nuovo studio, condotto dalla dottoressa Victoria Fawcett dell’Università di Newcastle e precedentemente dell’Università di Durham, utilizza osservazioni spettroscopiche del DESI per misurare la quantità di polvere (arrossamento) in un campione di 35.000 quasar e collegarla all’emissione radio osservata.

Hanno scoperto che DESI è in grado di osservare quasar rossi (polverosi) molto più estremi rispetto a indagini spettroscopiche simili / precedenti, come la Sloan Digital Sky Survey (SDSS).

Hanno anche scoperto che i quasar più rossi hanno molte più probabilità di avere una forte emissione radio rispetto ai tipici quasar blu (vedi link al film alla fine dell’articolo).

Fawcett afferma: “È stato davvero emozionante vedere la straordinaria qualità dei dati DESI e scoprire migliaia di questi, precedentemente rari, quasar rossi. Sento che questo studio mette insieme molti dei pezzi del puzzle nella nostra comprensione dei quasar rossi e collega definitivamente la polvere in un quasar alla sua emissione radio. Penso che questa sia la prova più forte finora che i quasar rossi sono un elemento chiave nel modo in cui le galassie si evolvono”.

Questa emissione radio arrossata è probabilmente dovuta a potenti deflussi di gas allontanati dal buco nero supermassiccio, che si schiantano contro la polvere circostante, causando shock ed emissioni radio.

Questi deflussi finiranno per spazzare via tutta la polvere e il gas nella regione centrale della galassia, rivelando un quasar blu e causando un’emissione radio più debole.

Questo è coerente con l’immagine emergente che i quasar rossi sono una fase più giovane nell’evoluzione delle galassie. I quasar rossi possono quindi essere estremamente importanti per capire come le galassie si evolvono nel tempo.

Fawcett continua: “Ci sono ancora molte domande senza risposta che circondano i quasar rossi, come ad esempio se i venti dei buchi neri o i getti radio siano in ultima analisi responsabili di questa maggiore emissione radio. Tuttavia, con il campione di quasar rossi DESI che continua a crescere nei prossimi anni dell’indagine, sono fiducioso che siamo sul punto di comprendere appieno la natura di questi quasar rossi”.