HANNO ANCORA GAS PER PRODURRE STELLE

Il mistero dei quasar “freddi”

Grazie alle indagini effettuate dai telescopi spaziali Xmm-Newton e Herschel, un team di ricerca guidato dall’università del Kansas ha scoperto un oggetto che rappresenterebbe una nuova fase finale del ciclo di vita delle galassie: i "cold quasar". L'annuncio è avvenuto durante l'annuale meeting della American Astronomical Society

Rappresentazione artistica che descrive un quasar energetico che ha liberato il centro della galassia da gas e polvere che il vento porterà verso la periferia. Presto la galassia sarà priva di gas e polvere e rimarrà solo un quasar blu luminoso. Crediti: Michelle Vigeant

L’annuncio è avvenuto al 234° meeting della American Astronomical Society, tenutosi a St. Louis, Missouri (Usa), e riguarda la scoperta, grazie alle osservazioni effettuate dall’XMM-Newton Telescope e dall’Herschel Space Telescope, dei “quasar freddi“: galassie caratterizzate da un’abbondanza di gas freddo che può ancora produrre nuove stelle, nonostante abbiano al centro un quasar, che viene generalmente collegato con la fine della formazione stellare. Un risultato – ottenuto nell’ambito della collaborazione Accretion History of Agn – che potrebbe rappresentare una nuova fase del ciclo vitale delle galassie.

Un quasar, “quasi stellar radio source” (sorgente radio quasi stellare), è un buco nero supermassiccio attivo che è orientato di modo che il suo getto punti dritto verso di noi. Uno di quelli presuntuosi, che ci guarda dritto negli occhi. Un mostro cosmico ingordo di materia, dove il gas che vi cade all’interno forma un “disco di accrescimento” che può sprigionare una quantità sconvolgente di energia elettromagnetica, tale da rende la galassia centinaia di volte più luminosa di altre tipiche galassie. La formazione di questi mostri cosmici è stata tipicamente considerata la fase del raggiungimento di quello che possiamo chiamare, utilizzando una metafora, una sorta di  “pensionamento” delle galassie, ovvero la fine della loro intensa capacità di essere delle fabbriche per la produzione di stelle.

Il come ciò avvenga, lo spiega la ricercatrice dell’università del Kansas che ha guidato il team di ricerca: Allison Kirkpatrick. «Tutto il gas che accresce un buco nero viene riscaldato ed emette raggi X. Questo gas inizia ad accumularsi nel buco nero e inizia a muoversi a velocità relativistiche. Ma c’è un campo magnetico attorno a questo gas, e questo può stravolgere tutto. Allo stesso modo in cui si ottengono i brillamenti solari, ci possono essere getti di materia che risalgono attraverso le linee di campo magnetico e vengono sparate via dal buco nero. Questi getti essenzialmente soffocano l’apporto di gas della galassia, quindi nessun gas può cadere sulla galassia e formare nuove stelle».

Allison Kirkpatrick

l team ha identificato per la prima volta questi oggetti celesti in un’area della Sloan Digital Sky Survey, la mappa tridimensionale più dettagliata disponibile dell’universo. «Poi siamo andati su questa area con il telescopio XMM-Newton e l’abbiamo esaminata nelle frequenze dei raggi X, la firma chiave dei buchi neri in crescita» ha aggiunto Kirkpatrick. «Dopo, l’abbiamo esaminata con il telescopio spaziale Herschel, un telescopio a infrarossi in grado di rilevare polvere e gas nella galassia ospite. Di queste, abbiamo selezionato quelle galassie trovate sia nell’X che nell’infrarosso».

Dalle indagini, analizzando i dati ottenuti, il team ha identificato nello specifico che, di tutte le galassie osservate, il 10% di quelle che ospitavano un buco nero supermassivo in accrescimento aveva una scorta di gas freddo rimasta dopo l’ingresso in questa fase e funzionava ancora da centrale di produzione stellare.

«Questo di per sé è sorprendente», ha detto la ricercatrice. «Tra una popolazione diversificata di galassie, ne avevamo un 10% che era davvero unico e inaspettato. Queste sono sorgenti molto compatte, blu e luminose» continua la ricercatrice. «Sembrano esattamente come ti aspetteresti che fossero in presenza di un buco nero supermassiccio osservato negli stadi finali, dopo che ha spento tutta la formazione stellare di una galassia. Questa si sta evolvendo in una galassia ellittica passiva, eppure abbiamo trovato molto gas freddo. Questa è la popolazione che chiamo “cold quasar”».

Insomma, galassie rare “beccate” in una fase di transizione molto breve, proprio prima che tutto il gas disponibile venga “sputato” fuori dal buco nero supermassiccio attivo e la formazione stellare nella galassia si estingua per mancanza di materia prima. Una scoperta che fornisce agli scienziati nuovi dettagli su come lo spegnimento della formazione stellare procede. Il prossimo passo, dicono i ricercatori, sarà capire se questa fase del “quasar freddo” si verifichi solo in alcune specifiche galassie o se sia invece una sorta di “pre-pensionamento” che interessa più in generale tutte le galassie.