I quasar rossi pieni di polvere cosmica producono emissioni radio più forti rispetto alle loro controparti più blu e prive di polvere, e questi fenomeni, secondo gli scienziati, potrebbero rappresentare una generazione di galassie attive più giovani con buchi neri supermassicci che solo di recente sono entrati in “sovraccarico”. “Ci sono ancora molte domande senza risposta che circondano i quasar rossi, ad esempio se i venti dei buchi neri o i getti radio siano in ultima analisi responsabili di questa maggiore emissione radio,” ha affermato Victoria Fawcett, autore principale di un nuovo studio su questa scoperta e astronomo presso l’Università di Newcastle. Tuttavia, Fawcett ritiene che ci stiamo avvicinando al punto di comprendere appieno la natura di queste incredibili meraviglie.
Quasar rossi e blu
Un quasar è la potente regione centrale di una galassia attiva ed è influenzata da un buco nero supermassiccio che viene alimentato con enormi quantità di materia. Questa forma un disco di gas attorno al buco nero, noto come disco di accrescimento, che raggiunge milioni di gradi e rilascia feroci venti di radiazione. Nel frattempo, getti collimati magneticamente vengono lanciati verso l’esterno dal disco.
I quasar sono così luminosi che eclissano di gran lunga la luce stellare collettiva delle galassie che li ospitano e possono quindi essere osservati in tutto l’universo. La maggior parte dei quasar appare blu, una tonalità causata dalle emissioni ottiche e ultraviolette del disco caldo di accrescimento. Tuttavia, una parte appare invece rossa. Per fare luce su quest’ultima categoria, Fawcett e altri ricercatori hanno studiato circa 35mila quasar osservati dal DESI, il Dark Energy Spectroscopic Instrument sul telescopio Mayall presso il Kitt Peak National Observatory in Arizona.
In questa collezione, il gruppo di Fawcett ha scoperto che 3.038 erano quasar rossi. Con riferimenti incrociati con i dati radioastronomici del LOFAR (Low Frequency Array) Two-meter Sky Survey (LoTSS), hanno confermato che la maggior parte di questi rossi generano emissioni con intensità nelle onde radio.
Il rosso deriva dalla presenza di polvere, che assorbe le lunghezze d’onda più corte e blu ma lascia passare quelle più lunghe e rosse. I quasar rossi devono quindi essere “soffocati” dalla polvere cosmica, formata da minuscoli granelli di dimensioni appena micron. “È stato davvero emozionante vedere la straordinaria qualità dei dati DESI e scoprire migliaia di questi quasar rossi, precedentemente rari,” ha detto Fawcett. “Penso che questa sia la prova più evidente finora del fatto che i quasar rossi sono un elemento chiave nel modo in cui si evolvono le galassie“.
Quasar giovani
I quasar rossi sembrano emettere radiazioni con maggiore intensità rispetto a quelli blu a causa delle interazioni tra i flussi di radiazione che si riversano da un quasar e le cortine di polvere circostanti. Quando i deflussi colpiscono la polvere, eccitano le molecole all’interno provocando l’emissione di onde radio. Nel corso del tempo, i deflussi, spinti dall’energia di un buco nero supermassiccio che si nutre avidamente di grandi quantità di materia, spazzeranno via il mantello polveroso lasciando un quasar blu “nudo” con un’emissione radio molto più debole. Fawcett la definisce “fase di blow-out”. Pertanto, quando gli astronomi vedono un quasar rosso, vedono un quasar più giovane rispetto ad uno blu.
La consapevolezza che i quasar rossi rappresentano un tipo più giovane di quasar potrebbe rivelarsi un importante pezzo finora mancante nella comprensione di come le galassie si sviluppano ed evolvono nel tempo. Si ritiene che la maggior parte delle galassie, prima o poi, subisca una fase di quasar e che esista una relazione osservata tra la massa del buco nero supermassiccio nel cuore di un quasar e la massa del rigonfiamento galattico appartenente alla galassia ospite del quasar. In altre parole, l’attività dei quasar sembra contribuire ad aumentare la massa di una galassia.
L’origine della polvere di quasar potrebbe essere un sottoprodotto di ciò. La polvere cosmica viene prodotta dalle stelle quando muoiono, come supernove esplosive o in modo più tranquillo, rimuovendo i loro strati esterni per formare una nebulosa planetaria. In ogni caso, la presenza di polvere in un quasar suggerisce che abbia subito uno “starburst“, un intenso periodo di rapida formazione stellare, con molte di quelle stelle già scomparse. Gli starburst si trovano comunemente nelle galassie attive, in particolare quelle che hanno subito una fusione galattica che ha costretto enormi nubi molecolari a scontrarsi l’una con l’altra e innescare il processo di formazione stellare.
La ricerca è stata pubblicata su Monthly Notice della Royal Astronomical Society.
