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Quasar: analizzata la sorgente di emissioni radio più distante finora conosciuta

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Questa rappresentazione artistica mostra come potrebbe apparire il quasar distante P172+18 con i suoi getti radio. Fino a oggi (inizio del 2021) è il quasar con getti radio più distante mai scoperto; è stato studiato con l'aiuto del VLT (Very Large Telescope) dell'ESO. È così distante che la sua luce ha viaggiato per circa 13 miliardi di anni per raggiungerci: lo vediamo com'era quando l'Universo aveva appena 780 milioni di anni. Crediti: ESO/M. Kornmesser

Con l’aiuto del VLT (Very Large Telescope) dell’ESO (l’European Southern Observatory o Osservatorio Europeo Australe), alcuni astronomi hanno scoperto e studiato in dettaglio la sorgente di emissioni radio più distante finora conosciuta. La sorgente è un quasar “radio-brillante” – un oggetto luminoso con potenti getti che emettono a lunghezze d’onda radio – così lontano che la sua luce ha impiegato 13 miliardi di anni per raggiungerci. La scoperta potrebbe fornire importanti indizi per aiutare gli astronomi a comprendere l’Universo primordiale.

Oggetti molto luminosi: i quasar

I quasar sono oggetti molto luminosi che si trovano al centro di alcune galassie e sono alimentati da buchi neri supermassicci. Quando il buco nero consuma il gas circostante, viene rilasciata una grande quantità di energia, consentendo agli astronomi di individuarli anche quando sono molto lontani.

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Il quasar appena scoperto, chiamato P172+18, è così distante che la sua luce ha viaggiato per circa 13 miliardi di anni per raggiungerci: lo vediamo com’era quando l’Universo aveva appena 780 milioni di anni. Sebbene siano stati scoperti quasar più distanti, questa è la prima volta in cui gli astronomi riescono a identificare segni inequivocabili della presenza di getti radio in un quasar in un’epoca così vicina all’inizio della storia dell’Universo. Solo il 10% circa dei quasar – quelli che gli astronomi classificano come “radio-brillanti” – hanno getti, che brillano intensamente alle frequenze radio.

P172 + 18 è alimentato da un buco nero circa 300 milioni di volte più massiccio del Sole, che sta consumando gas a una velocità sbalorditiva. “Il buco nero sta divorando la materia molto rapidamente, crescendo in massa a uno dei tassi più alti mai osservati”, spiega l’astronoma Chiara Mazzucchelli, borsista dell’ESO in Cile, che ha guidato la scoperta insieme con Eduardo Bañados del Max Planck Institute for Astronomy in Germania.

La rapida crescita dei buchi neri supermassicci

Gli astronomi pensano che ci sia un collegamento tra la rapida crescita dei buchi neri supermassicci e i potenti getti radio individuati in quasar come P172+18. Si pensa che i getti siano in grado di disturbare il gas intorno al buco nero, aumentando la velocità con cui il gas cade. Pertanto, lo studio dei quasar radio-brillanti può fornire importanti indicazioni sul modo in cui i buchi neri nell’Universo primordiale sono cresciuti fino alle loro dimensioni supermassicce così rapidamente subito dopo il Big Bang.

“Trovo esaltante scoprire ‘nuovi’ buchi neri per la prima volta e fornire un ulteriore elemento costitutivo per comprendere l’Universo primordiale, da dove veniamo e, in ultima analisi, per capire noi stessi”, afferma Mazzucchelli.

P172 + 18 è stato inizialmente riconosciuto come quasar lontano, dopo essere stato precedentemente identificato come sorgente radio, al Telescopio Magellano dell’Osservatorio Las Campanas in Cile da Bañados e Mazzucchelli. “Non appena abbiamo ottenuto i dati, ci è bastata un’occhiata per capire subito di aver scoperto il quasar radio-brillante più distante conosciuto finora”, dice Bañados.

La massa del buco nero

Tuttavia, a causa del breve tempo di osservazione, l’equipe non disponeva di dati sufficienti per studiare in dettaglio l’oggetto. È seguita una raffica di osservazioni con altri telescopi, incluso lo strumento X-shooter sul VLT dell’ESO, che ha permesso loro di scavare più a fondo nelle caratteristiche di questo quasar, inclusa la determinazione delle proprietà chiave come la massa del buco nero e la velocità con cui sta mangiando materia da ciò che lo circonda. Altri telescopi che hanno contribuito allo studio includono il VLA (Very Large Array) del National Radio Astronomy Observatory e il Keck Telescope negli Stati Uniti.

Il gruppo di ricerca è entusiasta della propria scoperta, che apparirà sulla rivisita The Astrophysical Journal, ma è anche convinto che questo quasar radio-brillante sia il primo di una lunga serie, che forse potrebbe arrivare a distanze cosmologiche ancora maggiori. “Questa scoperta mi rende ottimista e credo – e spero – che il record di distanza sarà presto battuto”, dice Bañados.

Le osservazioni con strutture come ALMA, di cui l’ESO è un partner, e con il futuro ELT (Extremely Large Telescope) dell’ESO potrebbero aiutare a scoprire e studiare in dettaglio un grande numero di questi oggetti dell’Universo primordiale.

 

 

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