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L’allineamento dei quasar lungo la rete cosmica

Una serie di osservazioni realizzate con il Very Large Telescope (VLT) dell’ESO hanno permesso di rivelare che gli assi di rotazione dei buchi neri supermassicci di un insieme di quasar sono paralleli gli uni agli altri su distanze che raggiungono i miliardi di anni luce. Inoltre, gli astronomi hanno trovato che l’asse di rotazione tende ad essere allineato con le vaste strutture della rete cosmica in cui essi risiedono.

I quasar sono oggetti che contengono nel loro nucleo un buco nero supermassiccio molto attivo. Questi buchi neri sono circondati da dischi di accrescimento di materiale molto caldo che spesso viene lanciato lungo getti relativistici perpendicolari al disco e allineati con l’asse di rotazione. Un gruppo di ricercatori, guidati da Damien Hutsemékers dell’Università di Liège in Belgio, hanno usato lo strumento FORS installato presso il VLT per studiare 93 quasar che formano un grande raggruppamento che si sviluppa per miliardi di anni luce, in un’epoca in cui l’Universo aveva circa un terzo dell’età attuale. “La prima cosa strana che abbiamo notato è stata che alcuni assi di rotazione dei quasar sono allineati tra di loro, nonostante questi oggetti siano separati da miliardi di anni luce“, ha affermato Hutsemékers. Gli scienziati hanno poi cercato di capire e verificare se gli assi di rotazione fossero correlati, o meno, non solo tra di loro ma anche alla struttura su larga scala dell’Universo in quell’epoca cosmica. Ora, quando si osserva la distribuzione delle galassie su scale di miliardi di anni luce, si trova che esse non sono distribuite in maniera uniforme ma formano una sorta di “rete cosmica” caratterizzata da strutture a filamenti e a grumi intorno a enormi vuoti: questa disposizione è nota come struttura su larga scala. Dunque, le osservazioni del VLT indicano che l’asse di rotazione dei quasar tende ad essere parallelo alle strutture su larga scala a cui appartengono perciò se i quasar si trovano lungo un filamento allora l’asse di rotazione del buco nero punterà lungo il filamento. I ricercatori stimano che la probabilità che questi allineamenti siano casuali è meno dell’1%. “La presenza di una correlazione tra l’orientazione dei quasar e la struttura a cui essi appartengono è una previsione importante dei modelli numerici che ci permettono di descrivere l’evoluzione dell’Universo. I nostri dati forniscono la prima conferma osservativa di questo effetto, su scale molto più grandi di quanto si sia osservato finora, per le galassie normali“, aggiunge Dominique Sluse dell’Argelander-Institut für Astronomie a Bonn, Germania e dell’Università di Liège. Gli astronomi non hanno osservato direttamente l’asse di rotazione o i getti relativistici dei quasar, ma hanno misurato la polarizzazione della luce di ciascun quasar e, per 19 di questi, hanno trovato un segnale significativo. Inoltre, la direzione della polarizzazione, combinata con altri parametri, è stata usata per dedurre l’angolo del disco di accrescimento e da qui la direzione dell’asse di rotazione dei quasar. “Questo allineamento osservato su scale anche più grandi delle attuali previsioni derivate dalla simulazioni, suggerisce che ci sia un ingrediente ancora sconosciuto nei nostri modelli “, conclude Sluse.

ESO: Spooky Alignment of Quasars Across Billions of Light-years
arXiv: Alignment of quasar polarizations with large-scale structures