Gli astronomi hanno osservato per la prima volta la parte più interna del getto di un quasar, scoprendo così informazioni inedite sul processo di restringimento di questo fascio di materiale espulso da alcuni buchi neri.
Un quasar è un nucleo galattico attivo estremamente luminoso, ossia alimentato da buco nero supermassiccio che, divorando il gas che lo circonda, emette enormi quantità di energia sotto forma di un getto stretto e collimato. Pur essendo studiati da molti decenni, il processo di formazione e di collimazione di questo materiale, espulso dal fagocitatore cosmico quasi alla velocità della luce, rimane ancora un enigma irrisolto per astronomi e astrofisici.
Ora, utilizzando una serie di radiotelescopi di tutto il mondo uniti grazie alla tecnica dell’interferometria, un team internazionale di ricercatori ha osservato 3C 273, il primo quasar mai identificato, riuscendo a catturarne le immagini con la più alta risoluzione angolare ottenuta fino a oggi. L’indagine mostra, così, la parte più profonda del getto di questo quasar luminoso.
La ricerca, i cui risultati sono pubblicati su The Astrophysical Journal, rivela che il getto si restringe su una distanza molto lunga e che questo restringimento continua ben oltre l’area in cui domina la gravità del buco nero.
Le nuove immagini incredibilmente nitide del getto di 3C 273 sono state ottenute unendo il Global Millimeter Vlbi Array (Gmva), sistema che comprende fino a 16 telescopi situati in Europa, Stati Uniti e Corea, con l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma) in Cile e l’High Sensitivity Array (Hsa).
Questi telescopi sono stati congiunti operativamente in un unico grande investigatore sfruttando la tecnica chiamata interferometria a lunghissima linea di base (Vlbi), la stessa utilizzata dal progetto internazionale di Event Horizon Telescope (Eht) per ottenere le prime immagini di buchi neri.
Il team dell’Alma Phasing Project (App), guidato dal Mit Haystack Observatory, ha sviluppato l’hardware e il software per trasformare l’osservatorio Alma, composto da 66 telescopi, nella stazione di interferometria astronomica più sensibile al mondo.
Le immagini del getto di 3C 273 così ottenute permettono ora agli scienziati di vedere per la prima volta la parte più interna del getto in un quasar, dove avviene la collimazione o il restringimento del fascio.
«3C 273 è stato studiato per decenni come il laboratorio ideale più vicino per i getti dei quasar – afferma Hiroki Okino, autore principale di questo lavoro e dottorando presso l’Università di Tokyo e l’Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone – Tuttavia, anche se il quasar è un vicino di casa, fino a poco tempo fa non avevamo un occhio abbastanza acuto per vedere dove si forma questo stretto e potente flusso di plasma».
I risultati mostrano che la struttura del getto indagato è simile a quella dei getti espulsi da galassie vicine, le quali, però, hanno al contrario un nucleo attivo a bassa luminosità. Aver riscontrato getti simili pur in condizioni differenti indica che il processo di collimazione del getto è indipendente dal livello di attività della galassia ospite.
Il valore di questa ricerca è dunque duplice: da un lato, apre le porte a ulteriori esplorazioni per svelare il funzionamento interno dei getti permettendo, attraverso indagini a frequenze più elevate, di osservare dettagli più fini all’interno dei quasar; dall’altro, pone una nuova domanda di ricerca agli astronomi: come è possibile avere un processo di collimazione del getto molto simile pur in sistemi di buchi neri così diversi tra loro.
Immagine sopra: a sinistra lo sguardo più profondo finora ottenuto sul getto di plasma del quasar 3C 273. L’immagine al centro mostra la struttura estesa del getto. L’immagine a destra è, invece, un’immagine in luce visibile del quasar ripresa dal telescopio spaziale Hubble. Crediti: Hiroki Okino e Kazunori Akiyama; immagini Gmva+Alma e Hsa: Okino et al.; Immagine Hst: Esa/Hubble & Nasa
Immagine in evidenza: Rappresentazione artistica di una galassia attiva. Crediti: Eso/M.Kornmesser