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Quasar ancora candidate come candele standard

Se ne parla già da qualche anno, le quasar (QUASi-stellAR radio source, radiosorgente quasi stellare) potrebbero essere delle nuove candele standard, unità di misura per il calcolo delle distanze astronomiche. In un recente studio, alcuni scienziati dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Susanna Bisogni, Francesca Civano, Martin Elvis, Pepi Fabbiano e altri colleghi, hanno scoperto che la correlazione tra la luminosità dell’ultravioletto e dei raggi X delle quasar già studiate in passato, è equivalente nelle quasar che si trovano nello spazio più profondo. In questo modo con l’analisi di oltre 2mila nuove quasar, si estende la scala delle distanze e si arriverebbe a comprendere circa l’85% dell’evoluzione dell’Universo.

La particolarità delle quasar è che sono corpi estremamente distanti, ma grazie alla loro attività nucleare, anche molto luminosi. Fino ad oggi le stelle Cefeidi e le Supernovae di ‘tipo Ia’ sono stati gli oggetti di riferimento, ovvero candele standard utilizzate per determinare le distanze di oggetti in base alla loro luminosità. Nello studio della Via Lattea anche i Gamma ray bursts (Grb), o lampi di raggi gamma, sono utilizzati per misurare la distanza delle stelle con una scarsa massa.

Le stelle Cefeidi, giganti pulsanti distanti qualche migliaio di anni luce, furono standardizzate da Edwin Hubble nel 1929 utilizzando gli studi dell’astronoma Henrietta Swan Leavitt. La scienziata aveva scoperto che una Cefeide varia sistematicamente in un periodo correlato alla sua luminosità intrinseca. Le Supernovae, distanti anche a milioni di anni luce e quindi rare da individuare, sono entrate nello standard grazie alla luminosità prodotta al momento dell’esplosione della stelle massicce alla fine del ciclo vitale; confrontando la luminosità osservata con la luminosità intrinseca basata sulla sua classificazione, gli astronomi sono in grado di determinarne la distanza.

Il nuovo schema proposto dagli astronomi dell’Inaf si basa sulla scoperta che nelle quasar l’emissione di raggi X e raggi ultravioletti sono strettamente correlati. Il buco nero supermassiccio all’interno di una quasar è circondato da un disco molto caldo di materiale che emette raggi ultravioletti. Il disco a sua volta è circondato da gas formato da elettroni che si muovono a velocità vicine a quella della luce, e quando i fotoni ultravioletti incontrano questi elettroni la loro energia viene potenziata nei raggi X. Il gruppo di ricerca ha analizzato 2332 quasar distanti confrontando le misurazioni dei raggi X del nuovo Chandra Source Catalog con quelle dei raggi ultravioletti dello Sloan Digital Sky Survey. Considerando che negli ultimi anni sono state scoperte centinaia di migliaia di quasar, l’impiego di queste recenti misurazioni potrà essere utilizzato per testare nuovi modelli cosmologici e misurare così le proprietà dell’universo in evoluzione.

 

Immagine in apertura: Quasar 3C279.  Crediti: NASA, CGRO, EGRET 

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