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GTC conferma l’esistenza di una popolazione di quasar ‘dormienti’

Miliardi di anni fa, lo stato fisico dell’Universo era certamente diverso: i processi di fusione delle galassie erano frequenti e la formazione di giganteschi buchi neri nei loro nuclei, caratterizzati dall’emissione di una enorme quantità di energia dovuta all’accrescimento del gas dalle regioni circostanti, era la norma. Noti con il termine quasar, questi oggetti così distanti e super energetici hanno delle controparti vicine, meno energetiche, e la cui esistenza solleva una serie di domande: si tratta forse di quasar “dormienti” oppure sono gli stadi finali di quelli più distanti o, ancora, si tratta di due popolazioni completamente differenti?

Sappiamo che la radiazione emessa dai quasar distanti impiega miliardi di anni prima di raggiungere gli strumenti a Terra, perciò quando riceviamo la luce è come se guardassimo indietro nel tempo. “Agli astronomi interessa confrontare il passato e il presente, ma risulta un pò complicato dato che ad enormi distanze siamo in grado di catturare la luce degli oggetti più brillanti e nelle “vicinanze” cosmiche tali oggetti non esistono più“, spiega Jack W. Sulentic, un astronomo dell’Institute of Astrophysics of Andalusia (IAA-CSIC). “Finora, abbiamo confrontato solamente i quasar distanti luminosi con quelli più deboli e vicini, un pò come confrontare la luce delle lampadine di casa con quella dei fari di uno stadio”, dice Sulentic. “Ora, siamo in grado di rivelare la luce delle ‘lampadine di casa’ che si trovano a distanze enormi e nel passato“. Si ritiene che i quasar evolvano con la distanza: in breve, più lontano essi si trovano e più brillanti appaiono. Ciò potrebbe suggerire che essi si estinguono nel corso del tempo o potrebbe essere il risultato di un semplice effetto osservativo di selezione che maschera una realtà diversa: in altre parole, i quasar più grandi evolvono molto rapidamente, la maggior parte di essi sono già estinti, coesistono con una popolazione di oggetti ‘dormienti’ che, però, evolve molto più lentamente e per cui la nostra tecnologia non ci permette di studiarli in dettaglio.

Dunque, per ovviare a questo ostacolo, bisognava osservare i quasar di bassa luminosità che si trovano a enormi distanze e confrontare le loro proprietà con gli oggetti più vicini che hanno luminosità simili, un approccio quasi impossibile da affrontare poichè vuol dire osservare oggetti che sono centinaia di volte più deboli di quelli che di solito vengono studiati a quelle distanze. La quantità di luce che il Gran Telescopio CANARIAS (GTC) è in grado di raccogliere ha permesso al gruppo di ricercatori guidati da Sulentic di ottenere per la prima volta gli spettri dei quasar distanti di bassa luminosità che sono simili alla popolazione più vicina. I dati sono così attendibili che gli astronomi hanno ricavato quei parametri essenziali come la composizione chimica, la massa del buco nero supermassiccio o il ritmo di accrescimento della materia. Gli scienziati hanno così confermato l’esistenza di un’altra popolazione di quasar che evolve più lentamente. Essa segue l’evoluzione principale dei quasar che è stata scoperta nel 2000 dal gruppo di Sulentic. “Pare che non esista una forte relazione tra queste due classi di quasar, cioè quelli più vicini e quei ‘mostri’ che iniziarono ad emettere radiazione ad alta energia più di 10 miliardi di anni fa“, ha dichiarato Ascensión del Olmo, che fa parte del gruppo. Nonostante ciò, sono state trovate delle differenze nella popolazione dei quasar ‘dormienti’. “Gli oggetti vicini presentano una maggiore quantità di elementi pesanti, come l’alluminio, il ferro o il magnesio, rispetto alle controparti più distanti, il che è legato probabilmente ai processi di nascita e morte di generazioni di stelle che hanno arricchito il mezzo interstellare nel corso del tempo“, dice Sulentic. In conclusione, si tratta comunque di un risultato eccellente ottenuto grazie a un telescopio della classe di 10m che offre nuove prospettive per l’osservazione di oggetti distanti.

IAA-CSIC: Existence of a group of “quiet” quasars confirmed
arXiv: GTC Spectra of z ~ 2.3 Quasars: Comparison with Local Luminosity Analogues