Gli astronomi hanno sfruttato le capacità uniche del telescopio spaziale Hubble della NASA per scrutare più da vicino che mai la gola di un mostruoso buco nero energetico che alimenta un quasar. Un quasar è un centro galattico che brilla intensamente mentre il buco nero consuma materiale nelle sue immediate vicinanze. Le nuove osservazioni di Hubble dell’ambiente attorno al quasar mostrano molte “cose strane“, secondo Bin Ren dell’Osservatorio della Costa Azzurra e dell’Université Côte d’Azur di Nizza, in Francia. “Abbiamo alcune macchie di diverse dimensioni e una misteriosa struttura filamentosa a forma di L. Tutto questo entro 16.000 anni luce dal buco nero“, ha aggiunto.
Alcuni degli oggetti potrebbero essere piccole galassie satellite che cadono nel buco nero e quindi potrebbero offrire i materiali che si accumuleranno nel buco nero supermassiccio centrale, alimentando il faro luminoso. “Grazie alla potenza di osservazione di Hubble, stiamo aprendo una nuova porta per comprendere i quasar”, ha affermato Ren. “I miei colleghi sono emozionati perché non avevano mai visto così tanti dettagli prima”.
Il quasar 3C 273
I quasar sembrano stelle, come sorgenti puntiformi di luce nel cielo (da qui il nome oggetto quasi-stellare). Il quasar oggetto del nuovo studio, 3C 273, è stato identificato nel 1963 dall’astronomo Maarten Schmidt come il primo quasar. A una distanza di 2,5 miliardi di anni luce era troppo lontano per essere una stella. Deve essere stato più energetico di quanto si fosse mai immaginato, con una luminosità oltre 10 volte maggiore delle galassie ellittiche giganti più luminose. Ciò ha aperto la porta a un nuovo e inaspettato enigma nella cosmologia: cosa sta alimentando questa massiccia produzione di energia? Il probabile colpevole era il materiale che si accumulava in un buco nero.
Nel 1994, la nuova nitida visione di Hubble ha rivelato che l’ambiente che circonda i quasar è molto più complesso di quanto inizialmente sospettato. Le immagini suggerivano collisioni galattiche e fusioni tra quasar e galassie compagne, dove i detriti cadono a cascata in buchi neri supermassicci. Ciò riaccende i buchi neri giganti che guidano i quasar.
Per Hubble, fissare il quasar 3C 273 è come guardare direttamente un faro di un’auto accecante e cercare di vedere una formica che cammina sul bordo attorno ad esso. Il quasar riversa migliaia di volte l’intera energia delle stelle in una galassia. Uno dei quasar più vicini alla Terra, 3C 273 è distante 2,5 miliardi di anni luce. Se fosse molto vicino, a poche decine di anni luce dalla Terra, apparirebbe luminoso come il Sole nel cielo. Lo Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) di Hubble può fungere da coronografo per bloccare la luce dalle fonti centrali, non diversamente da come la Luna blocca il riverbero del Sole durante un’eclissi solare totale. Gli astronomi hanno utilizzato l’STIS per svelare dischi polverosi attorno alle stelle per comprendere la formazione dei sistemi planetari e ora possono utilizzare l’STIS per comprendere meglio le galassie ospiti dei quasar. Il coronografo di Hubble ha permesso agli astronomi di guardare otto volte più vicino al buco nero che mai prima.
Lo studio
Gli scienziati hanno ottenuto rare informazioni sul getto extragalattico di materiale lungo 300.000 anni luce del quasar che sfreccia attraverso lo spazio a una velocità quasi pari a quella della luce. Confrontando i dati coronografici STIS con le immagini STIS d’archivio con una separazione di 22 anni, il team guidato da Ren ha concluso che il getto si muove più velocemente quando è più lontano dal mostruoso buco nero.
“Hubble ha colmato un divario tra l’interferometria radio su piccola scala e le osservazioni di imaging ottico su larga scala, e quindi possiamo fare un passo avanti osservativo verso una comprensione più completa della morfologia del quasar. La nostra visione precedente era molto limitata, ma Hubble ci sta consentendo di comprendere in dettaglio la complicata morfologia del quasar e le interazioni galattiche. In futuro, osservare più a fondo 3C 273 nella luce infrarossa con il telescopio spaziale James Webb potrebbe darci più indizi”, ha affermato Ren.
Almeno 1 milione di quasar sono sparsi nel cielo. Sono utili “riflettori” di sfondo per una varietà di osservazioni astronomiche. I quasar erano più abbondanti circa 3 miliardi di anni dopo il Big Bang, quando le collisioni tra galassie erano più comuni.
Il telescopio Hubble
Il telescopio spaziale Hubble è operativo da oltre tre decenni e continua a fare scoperte rivoluzionarie che modellano la nostra comprensione fondamentale dell’Universo. Hubble è un progetto di cooperazione internazionale tra NASA ed ESA (Agenzia Spaziale Europea). Il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, gestisce il telescopio e le operazioni della missione. Anche la Lockheed Martin Space, con sede a Denver, supporta le operazioni della missione a Goddard. Lo Space Telescope Science Institute (STScI) di Baltimora, gestito dall’Association of Universities for Research in Astronomy, conduce le operazioni scientifiche di Hubble per la NASA.
