Una tempesta cosmica: Gli astronomi rilevano il flusso più energico in uscita da un quasar lontano


L’immagine a sinistra mostra la concezione di un artista della porzione centrale della galassia che ospita il quasar SDSS J135246.37+423923.5 visto a lunghezze d’onda ottiche. Venti spessi oscurano la nostra vista e imprimono le firme del flusso energetico in uscita sullo spettro SDSS. L’immagine a destra mostra la stessa vista dell’artista a lunghezze d’onda infrarosse, come visto dal rivelatore Gemini GNIRS. Lo spesso deflusso è trasparente alle lunghezze d’onda dell’infrarosso, dandoci una chiara linea di vista sul quasar. Lo spettro dell’infrarosso produce il redshift del quasar e da quel quadro di riferimento abbiamo misurato la velocità di deflusso da record.

I ricercatori utilizzando il telescopio Gemini North sul Mauna kea alle Hawaii hanno rilevato il vento più energico mai misurato da un quasar. Questo flusso, che viaggia a quasi il 13% della velocità della luce, trasporta abbastanza energia da impattare drammaticamente la formazione di stelle di un’intera galassia. La tempesta extragalattica è rimasta nascosta in piena vista per 15 anni prima di essere svelata da un’innovativa modellazione al computer e da nuovi dati dell’Osservatorio internazionale Gemini.

Il vento più energico di un quasar è stato rivelato da un team di astronomi utilizzando le osservazioni dell’Osservatorio internazionale Gemini, un programma del NOIRLab di NSF. Questo potente flusso in uscita si sta muovendo nella galassia ospitante a quasi il 13% della velocità della luce, e deriva da un quasar conosciuto come SDSS J135246.37+423923.5 che si trova a circa 6 miliardi di anni luce dalla Terra.

“Mentre i venti ad alta velocità sono stati osservati in precedenza nei quasar, questi erano sottili e sgranati, portando solo una quantità relativamente piccola di massa”, spiega Sarah Gallagher, un’astronoma della Western University (Canada) che ha guidato le osservazioni dei Gemelli. “Il deflusso da questo quasar, al confronto, spazza lungo una quantità enorme di massa a velocità incredibili. Questo vento è follemente potente, e non sappiamo come il quasar possa lanciare qualcosa di così sostanziale”.

Oltre a misurare il deflusso da SDSS J135246.37+423923.5, il team è stato anche in grado di dedurre la massa del buco nero supermassiccio che alimenta il quasar. Questo oggetto mostruoso ha 8,6 miliardi di volte la massa del Sole – circa 2000 volte più massiccio del buco nero al centro della nostra Via Lattea e il 50% più massiccio del noto buco nero della galassia Messier 87.

Questo risultato è pubblicato sull’Astrophysical Journal e il quasar qui studiato detiene ora il record per il vento quasar più energico misurato fino ad oggi, con un vento più energico di quelli recentemente riportati in uno studio di 13 quasar.

Nonostante la sua massa e il suo deflusso energetico, la scoperta di questa centrale energetica ha languito in un’indagine sui quasar per 15 anni prima che la combinazione dei dati di Gemini e l’innovativo metodo di modellazione computerizzata del team ne permettesse uno studio dettagliato.

“Siamo rimasti scioccati – spiega Karen Leighly, un’astronoma dell’Università dell’Oklahoma che è stata una delle guide scientifiche di questa ricerca. “Questi oggetti erano troppo difficili da studiare prima che il nostro team sviluppasse la nostra metodologia e avesse i dati di cui avevamo bisogno, e ora sembra che possano essere il tipo più interessante di quasar ventosi da studiare”.

I quasar, noti anche come oggetti quasi-stellari, sono un tipo di oggetto astrofisico straordinariamente luminoso che risiede nel centro di enormi galassie. Composte da un buco nero supermassiccio circondato da un disco di gas incandescente, i quasar possono superare in luminosità tutte le stelle della galassia che li ospita e possono pilotare venti abbastanza potenti da influenzare intere galassie.

“Alcuni venti quasar hanno energia sufficiente per spazzare via il materiale che è necessario per formare le stelle da una galassia e quindi estinguere la formazione stellare”, spiega Hyunseop (Joseph) Choi, uno studente laureato dell’Università dell’Oklahoma e primo autore del documento scientifico su questa scoperta. “Abbiamo studiato un quasar particolarmente ventoso, SDSS J135246.37+423923.5, il cui deflusso è così spesso che è difficile rilevare la firma del quasar stesso a lunghezze d’onda visibili”.

Nonostante l’ostruzione, il team è stato in grado di ottenere una chiara visione del quasar utilizzando lo spettrografo GNIRS (Near-Infrared Spectrograph) su Gemini North per osservare a lunghezze d’onda infrarosse. Utilizzando una combinazione di spettri di alta qualità di Gemini e un approccio pionieristico di modellazione al computer, gli astronomi hanno scoperto la natura del deflusso dall’oggetto, che si è dimostrato, in modo notevole, più energico di qualsiasi deflusso del quasar misurato in precedenza.

La scoperta del team solleva importanti questioni e suggerisce anche che potrebbero essercene altri in attesa di essere trovati.

“Non sappiamo quanti altri di questi straordinari oggetti sono presenti nei nostri cataloghi di quasar che ancora non conosciamo”, conclude Choi “Dal momento che i software automatizzati generalmente identificano i quasar con linee di emissione forti o con il colore blu – le proprietà del colore blu – il nostro oggetto manca – ci potrebbero essere più di questi quasar con flussi di deflusso tremendamente potenti nascosti nelle nostre indagini”.

“Questa straordinaria scoperta è stata resa possibile grazie alle risorse fornite dall’Osservatorio internazionale Gemini; la scoperta apre nuove finestre e opportunità per esplorare ulteriormente l’Universo negli anni a venire”, ha detto Martin Still, direttore del programma di astronomia della National Science Foundation, che finanzia l’Osservatorio Gemini dagli Stati Uniti nell’ambito di una collaborazione internazionale. “L’Osservatorio Gemini continua a far progredire la nostra conoscenza dell’Universo, fornendo alla comunità scientifica internazionale un accesso all’avanguardia alla strumentazione e alle strutture dei telescopi”.

Gli astronomi rilevano la maggior parte del flusso energetico in uscita da un Quasar lontano (VIDEO).

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