La fine di una galassia inizia da un quasar rosso
Individuata una rara fase nella vita dei quasar, mostri cosmici estremamente energetici. Un gruppo di astronomi dell’Università di Durham ha analizzato un numero significativo di questi oggetti stabilendo che le differenze tra quasar blu e rossi sono dovute a differenti fasi nella loro evoluzione. I risultati pubblicati su Mnras
Rappresentazione artistica di gas e polveri spazzate via dai violenti getti emessi da un quasar. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech.
La vita dei quasar (abbreviazione di quasi-stellar objects) è sempre stata un grande mistero e, fin dagli anni ’60, gli astronomi hanno cercato di costruire un modello che spiegasse le loro strane caratteristiche. Secondo le attuali conoscenze, i quasar sono nuclei galattici attiviestremamente luminosi e distanti, alimentati da un buco nero supermassiccio dell’ordine di miliardi di masse solari che si nutre del gas che lo circonda. La luminosità dei quasar è fino a mille volte più alta di quella di galassie come la Via Lattea.
La maggior parte dei quasar conosciuti è di colore blu nella parte visibile dello spettro elettromagnetico. Tuttavia sono stati scoperti anche quasar di colore rosso. La maggior parte degli studi ritiene che il colore rosso sia causato da un’inclinazione pronunciata del quasar rispetto alla nostra linea di vista. Ciò comporta l’assorbimento della luce da parte del disco di polveri e gas, provocandone l’arrossamento osservato.
Ora però questo modello è stato mandato in pensione da un gruppo di ricercatori dell’Università di Durham, nel Regno Unito, che hanno pubblicato i loro risultati su Monthly Notices of the Royal Astronomical Siciety (Mnras). Gli astronomi hanno mostrato che in realtà i quasar rossi sono il risultato di una breve ma violenta fase nell’evoluzione delle galassie, durante la quale il buco nero supermassiccio espelle un’enorme quantità di energia verso il disco di polveri e gas che lo circondano. Questa immissione di energia spazza via il materiale per rivelare un quasar blu.
Percentuale di quasar blu e rossi in relazione alla morfologia rilevata nella banda radio. Per sorgenti compatte e deboli i quasar rossi (stelle rosse) sono più numerosi rispetto a quelli blu (quadrati blu e pallini verdi). Non vi sono sostanziali differenze tra quasar rossi e blu per le altre tipologie di morfologie. Crediti: Klindt L. et al..
Per arrivare a questo risultato, i ricercatori hanno analizzato circa 10mila quasar blu e rossi selezionandoli accuratamente dal catalogo della Sloan Digital Sky Survey (Sdss) in combinazione con i dati nel medio-infrarosso e con le loro controparti nella banda radio. In questo modo il colore visibile dei quasar è stato messo in relazione alla morfologia della radio-sorgente, alla sua luminosità e alla quantità di energia emessa nella banda radio.
Il risultato è che rispetto al totale dei quasar analizzati quelli rossi risultano essere morfologicamente compatti e deboli e la loro percentuale è quasi un ordine di grandezza più grande rispetto a quelli blu. Questo è in netto contrasto con il modello precedente che implicherebbe una inclinazione maggiore dei quasar e quindi ci si attenderebbe un’emissione radio più estesa.
Inoltre, poiché l’emissione radio non è affetta dalla polvere, non ci si aspetterebbe alcuna differenza significativa tra il rilevamento di quasar blu e rossi. Invece lo studio ha mostrato come nella banda radio i quasar rossi siano più numerosi di almeno due fattori di grandezza rispetto a quelli blu.
Queste scoperte hanno portato gli astronomi a formulare una teoria diversa per l’origine di questi quasar rossi che deve per forza essere spiegata mediante una nuova fase evolutiva.
«Ci aspettiamo che durante questa transizione di fase l’energia proveniente dal buco nero supermassiccio brucerà il gas necessario per formare le stelle», spiega il professor David Alexander, co-autore dell’articolo. «Senza il gas la galassia non può continuare a crescere, quindi quello che probabilmente stiamo osservando è l’inizio di un quasar che pone fine alla vita della galassia distruggendo proprio ciò di cui ha bisogno per sopravvivere.»
Le implicazioni di questa scoperta aprono la strada a una nuova conoscenza sull’evoluzione delle galassie. Nuovi studi analizzeranno i dati spettroscopici di questi quasar rossi utilizzando dati radio in multifrequenza, in modo da studiarne nel dettaglio le misteriose caratteristiche.
[Articolo originariamente pubblicato su Media Inaf il 12.08.2019 – La fine di una galassia inizia da un quasar rosso]