Nel cuore di due galassie destinate a fondersi brillano i quasar più distanti mai scoperti. Per Yoshiki Matsuoka dell’Università di Ehime, in Giappone, questi oggetti sembravano due macchie rosse simili e vicine. La risposta all’enigma è arrivata dopo un’analisi più approfondita, effettuata grazie ai dati di imaging multibanda rilasciati dalla Hyper Suprime-Cam installata sul telescopio Subaru, e alle misurazioni spettroscopiche effettuate con Gemini North, entrambi situati sulle sommità del vulcano Maunakea, nelle Hawaii. Queste fonti luminose, ribattezzate HSC J121503.42−014858.7 (C1) e HSC J121503.55−014859.3 (C2) e situate in direzione della costellazione della Vergine, sono quasar gemelli. Si tratta di un sistema debole, ancora nelle prime fasi dell’evoluzione, e rappresenta la coppia più distante mai trovata e l’unica finora rintracciata nell’epoca della reionizzazione, ossia a meno di un miliardo di anni dopo il Big Bang, quando l’universo è diventato trasparente alla radiazione emessa da stelle e galassie, permettendo la formazione delle strutture cosmiche che osserviamo oggi.
Un quasar è un oggetto estremamente luminoso ed energetico, alimentato da un buco nero supermassiccio al centro di una galassia, e si forma quando la materia – come gas e polvere – precipita nel buco nero e viene riscaldata a temperature molto elevate, liberando enormi quantità di energia sotto forma di radiazioni. La teoria più accreditata suggerisce che, durante la fusione di due galassie ricche di gas, l’interazione gravitazionale spinga il gas verso il buco nero, innescando così l’attività del quasar.
Per verificare questa teoria, un team internazionale di ricercatori guidato da Takuma Izumi del National Astronomical Observatory del Giappone ha utilizzato il radiotelescopio Alma per mappare il sistema galattico che ospita la coppia di quasar, esistenti nei primi 900 milioni di anni dell’Universo. Lo studio, pubblicato su The Astrophysical Journal, rivela che le due galassie sono collegate da un ‘ponte’ di gas e polvere, indice di una fusione attualmente in corso. La quantità di gas misurata suggerisce inoltre che lo scontro cosmico determinerà , in futuro, un rapido aumento della formazione stellare, detto starbust, e un’attività di quasar più vigorosa. Si prevede che questa combinazione darà alla luce un oggetto super luminoso nell’Universo primordiale, una ‘galassia mostruosa‘, caratterizzata cioè da una massa estremamente elevata e da un’intensa attività di formazione stellare. Questi risultati chiariranno il ruolo delle fusioni galattiche e dell’attività dei buchi neri in una fase così cruciale dell’evoluzione dell’Universo.
Il sistema binario in procinto di fondersi potrebbe dunque trasformarsi in un unico quasar, antenato degli oggetti più luminosi nell’Universo primordiale. Future osservazioni a lunghezze d’onda multiple, incluse le misurazioni del James Webb Space Telescope, permetteranno di caratterizzare la natura di questo nucleo galattico e di prevederne il destino con maggiore dettaglio.
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In apertura: illustrazione delle due galassie interagenti osservate nella ricerca. Crediti: Alma (Eso/Naoj/Nrao), T.Izumi et al.