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Scoperto il quasar più lontano dell’universo

80 - 28 astronomia - scoperto il quasar più lontano delluniverso
• di MARCO MASSA, presidente dell'Associazione Astrofili Sardi


Un gruppo internazionale di astronomi ha scoperto il quasar più lontano mai osservato.  Si trova a quasi 13 miliardi di anni luce di distanza, caratteristica che fa di lui il più lontano quasar mai osservato, ed è centinaia di volte più brillante di qualsiasi altro singolo oggetto scoperto a distanze simili. Il suo nome è ULAS J1120+0641 e osservarlo  significa guardare la sua luce emessa 13 miliardi  di anni fa,  soltanto 700 milioni di anni dopo la nascita dell'Universo. Il quasar ha una luminosità 6,3x1013 volte quella del Sole, praticamente 3 mila volte più luminoso dell’intera  nostra galassia, un vero mostro del cielo. Al suo interno ospita un enorme buco nero con una massa pari a 2 miliardi di volte  quella del Sole. Un quasar  così lontano  è osservabile solo con i più grandi telescopi del mondo muniti di speciali sensori sensibili alla radiazione infrarossa in quanto la frequenza della sua luce ci appare più bassa della luce visibile dal nostro occhio a causa dell'espansione dell'universo.

1-  Storia della scoperta dei primi quasar
A metà del secolo scorso i primi radioastronomi avevano catalogato molte radiosorgenti, di natura allora sconosciuta, ma il potere risolutivo dei radiotelescopi di allora era molto scarso per cui  non permetteva di determinare con precisione la posizione delle radiosorgenti e di stabilire quindi di che tipo di sorgente si trattasse. Solo nei primi anni '60 i nuovi radiotelescopi permisero di ricavare la posizione esatta di alcune di queste sorgenti radio e si scoprì  che 3C 48, un oggetto del catalogo di Cambridge delle sorgenti radio, corrispondeva nell'ottico ad un oggetto blu, debolissimo, dall'apparenza stellare. Anche l’aspetto del suo spettro era strano in quanto le righe spettrali non somigliavano a nessuna riga nota.  Successivamente, altre sorgenti radio compatte furono identificate con oggetti di apparenza stellare e questa categoria di astri venne chiamata "quasar" (abbreviazione di "quasi-stellar-radio-sources”). Nel 1963 l'astronomo Maarten Schmidt si accorse che le righe spettrali emesse dalla radiosorgente 3C 273 avevano lunghezze d'onda distanziate nello stesso modo delle righe dell'idrogeno; tuttavia, anziché nella banda ottica, esse si trovavano molto più spostate verso il rosso. L’idea brillante fu di attribuire questo redshift all'effetto Doppler, questo significava che il quasar 3C 273 si stava allontanando da noi a 48.000 Km/s, velocità troppo alta per una stella per cui  doveva trattarsi di un oggetto  molto al di fuori della nostra galassia. 

2- Ipotesi sul funzionamento dei quasar
Dopo questa scoperta furono esaminati altri  quasar e si concluse, dall’esame del loro redshift, che si trattava di oggetti extragalattici distanti miliardi di anni luce per cui la loro luminosità  intrinseca doveva essere centinaia  di volte quella delle galassie più brillanti. Studi successivi dimostrarono variazioni di breve periodo nella luminosità dei quasar ciò significa che la loro energia proviene da una regione non più grande di 1 giorno luce, stesso ordine di grandezza delle  dimensioni del sistema solare. La spiegazione migliore di questo fenomeno è che i quasar siano  galassie lontanissime con nuclei attivi molto piccoli e potenti: buchi neri di massa grandissima, da pochi milioni a miliardi di masse solari. Attorno ad ogni buco nero  ci sarebbe un disco di accrescimento di gas e stelle in rapida rotazione attorno al suo asse e  materia cadrebbe continuamente sul buco nero producendo radiazione con una potenza enorme. Avviene la trasformazione di materia in energia secondo l’equazione di Einstein E = mc2  con una efficienza notevolmente superiore alle reazioni nucleari che avvengono nel nucleo delle stelle. Basterebbe che il buco nero accrescesse ogni anno una massa di poco superiore a quella del Sole per spiegare la luminosità osservata in un quasar di medie dimensioni. I quasar  quindi non sono altro che buchi neri galattici primordiali che ingoiano una quantità enorme di materia. Il gas che precipita viene riscaldato a tal punto da emettere un’energia che è migliaia di volte più grande di quella prodotta dalle centinaia di miliardi di stelle della nostra galassia.

3- conclusioni
Con l’avvento dei telescopi ottici giganti,  dei  telescopi spaziali  e dei potenti radiotelescopi dell’ultima generazione è stata  messa in evidenza la presenza di quasar anche nelle interazioni galattiche, con  formazione di galassie più grandi. Si è in grado adesso di  osservare  i quasar più distanti ai confini dell’Universo, in altre parole, stiamo osservando i nuclei galattici attivi dell’Universo bambino e sta prendendo corpo l’ipotesi che i quasar abbiano una funzione determinante nella formazione delle galassie. Conoscerli e descrivere la loro storia è un tassello decisivo per delineare la  vita dell’intero Universo. Per ottenere queste conoscenze   è necessario saper leggere attentamente la radiazione  che riesce a filtrare attraverso le dense strutture galattiche, poste a enormi distanze, e solo i più potenti telescopi possono tentare questa impresa. Piano piano si riuscirà a mettere insieme tutti i tasselli mancanti fino a poter raccontare l’intera storia della nostra galassia, e perché no?, capire i segreti dell’intero Universo, che  non solo ci affascina, ma ci fa riflettere profondamente sulla nostra esistenza.


(Vulcano n° 80)

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