È IL QUASAR PIÙ LUMINOSO CHE SI CONOSCA

Quella pentola galattica sta per traboccare

La galassia più luminosa che si conosca ha problemi in cucina: lo spesso strato di polvere che circonda la fornace centrale provoca il surriscaldamento del gas interstellare. Se va avanti così, dicono gli scienziati che l’hanno analizzata con il radiotelescopio ALMA, le mancheranno gli ingredienti per sfornare nuove stelle

Rappresentazione artistica di W2246-0526, una galassia che da sola brilla di luce infrarossa come 350 trilioni di soli. Crediti: NRAO/AUI/NSF; Dana Berry / SkyWorks; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Rappresentazione artistica di W2246-0526. Crediti: NRAO/AUI/NSF; Dana Berry / SkyWorks; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Il quasar W2246-0526, la galassia più luminosa che si conosca nell’Universo – la cui luce ci arriva da un’epoca remotissima, quando l’Universo aveva meno del 10% della sua età attuale è sull’orlo di una crisi di nervi per il troppo caldo. Secondo le ultime osservazioni effettuate con il radio telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) in Cile, la galassia risulta così turbolenta da essere sul punto di espellere tutte le riserve di quel gas che le necessitano per formare nuove stelle.

I quasar sono galassie distanti con un buco nero supermassiccio e molto attivo al centro che sputa fuori getti potenti di particelle e radiazione. La maggior parte dei quasar è molto brillante, ma una piccola frazione di questi energetici oggetti – solo uno su 3000 – ricade nella categoria insolita delle cosiddette Hot DOG, Hot Dust-Obscured Galaxies, ovvero galassie calde, ripiene di polvere che assorbe la radiazione. In questa categoria rientra anche W2246-0526, dalla luminosità record pari almeno a quella di 350 mila miliardi di soli, rivelata l’anno scorso dal telescopio spaziale NASA Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE).

Ora, per la prima volta, un gruppo internazionale di scienziati, guidato da Tanio Díaz-Santos dell’UDP, la Universidad Diego Portales di Santiago in Cile, ha sfruttato la capacità di ALMA di rivelare – unico tra gli strumenti attuali – la debolissima luce a lunghezze d’onda millimetriche che viene emessa naturalmente dagli atomi di carbonio. Questo ha permesso ai ricercatori di scrutare all’interno di W2246-0526 e tracciare il vorticoso movimento degli atomi di carbonio ionizzato tra le stelle della galassia.

«Grandi quantità di questo materiale interstellare sono state trovate in uno stato molto turbolento e dinamico, in corsa attraverso la galassia a circa due milioni di chilometri all’ora», spiega Díaz-Santos.

Gli astronomi credono che questo comportamento turbolento possa essere legato al sorprendente fulgore della galassia. L’estrema emissione luminosa è presumibilmente sostenuta da un disco di gas che si surriscalda mentre ricade spiraleggiando verso il buco nero supermassiccio al centro della galassia. Tuttavia, l’abbagliante luce emessa da questo disco di accrescimento al centro del nostro Hot DOG non si lancia direttamente nello spazio, ma viene prima assorbita da una spessa coltre di polvere circostante, che, a sua volta, irradia l’energia ricevuta sotto forma di luce infrarossa.

Questa potente sorgente infrarossa (che da Terra, a causa dell’espansione dell’Universo, vediamo “spostata verso il rosso”, cioè a lunghezze d’onda millimetriche, più lunghe – a cui ALMA è molto sensibile), ha un impatto diretto e violento sull’intera galassia. La regione intorno al buco nero è almeno 100 volte più luminosa del resto della galassia combinata, rilasciando una radiazione, intensa ma localizzata, che esercita una tremenda pressione sull’intera galassia.

«Sospettiamo che questa galassia sia in uno stadio di trasformazione, proprio a causa dell’enorme quantità di energia infrarossa», dice Peter Eisenhardt, responsabile scientifico di WISE al Jet Propulsion Laboratory della NASA in California, fra gli autori del nuovo studio.

Questa vista panoramica del Chajnantor Plateau, che si espande per circa 180 gradi da nord (a sinistra) a sud (destra), mostra alcune delle antenne che compongono la schiera di ALMA. Crediti: ESO/B. Tafreshi (twanight.org)

Questa vista panoramica del Chajnantor Plateau, che si espande per circa 180 gradi da nord (a sinistra) a sud (destra), mostra alcune delle antenne che compongono la schiera di ALMA. Crediti: ESO/B. Tafreshi

«ALMA ci ha mostrato che la fornace furiosa di questa galassia sta per far traboccare la pentola», sintetizza Roberto Assef dell’UDP, a capo delle osservazioni di ALMA.

Secondo gli autori, se queste condizioni di turbolenza persistono, l’intensa radiazione infrarossa farà ribollire, e quindi evaporare, l’intero contenuto di gas interstellare della galassia. Alcuni modelli di evoluzione galattica basati sui nuovi dati di ALMA indicano che il gas interstellare è già in espulsione dalla galassia, in tutte le direzioni.

«Se va avanti in questo modo, è possibile che W2246 alla fine divenga un quasar ben più tradizionale», conclude Manuel Aravena dell’UDP. «Solo ALMA, con la sua risoluzione ineguagliata, ci può permettere di vedere questo oggetto ad alta definizione e scandagliare un episodio così fondamentale nella vita di questa galassia».

Fonte: [ESO]

Referenze:

  • Preprint dell’articolo “The Strikingly Uniform, Highly Turbulent Interstellar Medium of The Most Luminous Galaxy in the Universe”, di T. Díaz-Santos et al., pubblicato su Astrophysical Journal Letters.