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Blazar da record nell’universo giovane

Utilizzando il Gran Telescopio Canarias, un gruppo internazionale di ricercatori e ricercatrici ha scoperto una rara sorgente di raggi gamma, appartenente alla classe dei blazar “della lucertola”, o Bl Lacertae, osservata in un'epoca cosmica in cui l'universo aveva meno di due miliardi di anni. Si tratta del più distante blazar di questo tipo individuato finora, riaprendo il dibattito sulla storia evolutiva di questi oggetti

     29/10/2020
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Rappresentazione artistica di un blazar, rara classe di galassie attive caratterizzate da un getto relativistico che punta in direzione della Terra. Crediti: M. Weiss/CfA

Non tutte le galassie nell’universo emettono raggi gamma, la radiazione più energetica dello spettro elettromagnetico. Anzi, solo una piccola frazione di esse mostra questa emissione estrema, che gli astronomi attribuiscono alle regioni centrali, dove si annidano i buchi neri supermassicciAlcuni di questi mostri divorano la materia circostante a ritmi elevati, dando luogo a un disco di accrescimento e a getti di materia e radiazione: in questi casi, la galassia ospite viene classificata come attiva – attività che si manifesta in modi alquanto diversi a seconda della direzione attraverso cui osserviamo il fenomeno.

In questo scenario, i blazar sono le galassie attive i cui getti puntano, casualmente, in direzione della Terra. Sono tra le sorgenti di radiazione più potenti nell’universo – ma niente panico, sono lontanissime, quindi siamo al sicuro. E ce ne sono di due tipi: i Bl Lacertae (o Bl Lac, così chiamati perché il primo fu scoperto nella costellazione della Lucertola) e i quasar dallo spettro radio piatto (flat-spectrum radio-quasars, o Fsrq).

Un nuovo studio – guidato da ricercatori e ricercatrici dell’Università Complutense di Madrid (Ucm), dell’istituto tedesco Desy e delle statunitensi University of California Riverside e Clemson University – ha identificato il Bl Lac con emissione gamma più lontano mai visto finora: si chiama 4Fgl J1219.0+3653 ed è stato osservato quando l’universo, che a oggi vanta ben 13.8 miliardi di anni, aveva un’età inferiore a due miliardi di anni (in gergo, la sorgente si trova a redshift z=3.59). Il blazar si trova circa 800 milioni di anni più lontano, o più indietro nella storia cosmica, rispetto al detentore del record precedente.

Parte del team che ha studiato il blazar 4Fgl J1219.0+3653: a sinistra, Vaidehi S. Paliya; a destra: Cristina Cabello, Jesús Gallego, Alberto Domínguez, Armando Gil de Paz y Nicolás Cardiel. Fonte: Instituto de Astrofisica de Canarias

Il gruppo ha selezionato questo oggetto tra i blazar più lontani rilevati dal telescopio spaziale per raggi gamma Fermi, confermando la sua natura e distanza grazie a osservazioni spettroscopiche effettuate con gli strumenti Osiris ed Emir del Gran Telescopio Canarias (Gtc o GranTeCan), il telescopio ottico-infrarosso più grande del mondo, con uno specchio di 10.4 metri, sull’isola La Palma dell’arcipelago delle Canarie.

Prima di questa scoperta, gli astronomi ritenevano che i due tipi di blazar – Bl Lac e Fsrq – corrispondessero a due diverse fasi evolutive dello stesso oggetto: di Fsrq se ne sono infatti osservati nell’universo giovane, fino al primo miliardo di anni d’età del cosmo, mentre il Bl Lac più lontano noto finora era molto meno distante, corrispondente a un universo più maturo. «In altre parole, i Bl Lac potrebbero rappresentare la fase anziana ed evoluta della vita di un blazar, mentre i Fsrq sarebbero un adulto», spiega Vaidehi Paliya, ricercatore presso Desy e primo autore dell’articolo su The Astrophysical Journal Letters. Ma alla luce del nuovo record, questa ipotesi potrebbe vacillare.

Secondo Jesús Gallego, professore alla Ucm e co-autore dello studio, questa scoperta «ha messo alla prova la nostra conoscenza sull’evoluzione cosmica dei blazar e delle galassie attive in generale». In futuro, la ricerca di altri Bl Lac con emissione gamma nell’universo giovane sarà determinante per verificare i modelli che descrivono l’evoluzione di queste galassie nel corso della storia del cosmo.

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