Un buco nero supermassiccio attivo, noto anche come quasar, al centro di una galassia/ NASA
All'inizio di quest'anno, in una tranquilla domenica sera, il mio collega Jack ed io abbiamo trovato il buco nero supermassiccio in più rapida crescita nell'universo conosciuto. Siamo stati fortunati a far parte della squadra che ha fatto una delle più grandi scoperte in astronomia quest'anno.
Questo buco nero supermassiccio, o quasar, è 20 miliardi di volte la massa del nostro Sole e dista 12,5 miliardi di anni luce dalla Terra. Si espande dell'1% ogni milione di anni e divora una massa equivalente al nostro Sole ogni due giorni. Ufficialmente, si chiama SMSS J215728.21-360215.1, ma lo chiamiamo il mostro affamato.
Il "noi" che ha fatto la scoperta era un piccolo team guidato dall'astronomo dell'Australian National University Dr. Christian Wolf e dal suo team, e comprendeva due studenti post-laurea dell'Università di Melbourne, Jack Hon e io.
Jack ed io siamo stati i primi a vedere il mostro affamato, seduti nel nostro ufficio alla School of Physics dell'Università di Melbourne dopo la mezzanotte di domenica sera, guidare a distanza un telescopio di 2,3 metri presso l'osservatorio di Siding Springs nel Nuovo Galles del Sud, Australia.
Generalmente, ci viene detto della nostra prossima corsa osservativa con almeno 3 mesi di anticipo. Questo ci dà il tempo di ottenere gli elenchi dei bersagli (candidati quasar) e di assicurarci che i nostri computer e le linee di comunicazione al telescopio siano pronti, perché facciamo tutte le nostre osservazioni a distanza.
Ma questa volta, ci è stato detto solo la sera prima, che era sabato. Così, dopo aver annullato tutti i programmi del fine settimana, e scusandomi con i miei figli per aver rimandato un viaggio promesso in campagna, ci siamo preparati per trascorrere la notte successiva osservando il cielo tra le 15:00 e le 5:00.
Lo scopo principale del nostro progetto (la ricerca di quasar ad alto redshift SkyMapper) è trovare quasar dall'universo primordiale nel cielo meridionale e studiarne le caratteristiche. I dati che utilizziamo per trovare i candidati quasar provengono dallo SkyMapper Southern Sky Survey (SMSS), che sta costruendo un'indagine digitale completa dell'intero cielo meridionale.
Gli ultimi dati diffusi da SMSS comprendono circa 300 milioni di oggetti. Per ottenere l'elenco dei candidati di nostro interesse, il nostro team cerca questa enorme quantità di informazioni utilizzando algoritmi che trovano oggetti che corrispondono ai nostri criteri, come la loro luminosità e i loro colori. Dopo aver ottenuto una rosa di probabili candidati, dobbiamo poi confermare se sono quasar o meno. Per quello, usiamo uno spettrografo sul telescopio ANU.
Un quasar luminoso fotografato dalla Wide Field and Planetary Camera 2 di Hubble (WFPC2). Credito:NASA
Dal nostro computer a Melbourne controlliamo a distanza gli strumenti sul telescopio e poi inseriamo le coordinate per inseguire l'oggetto, facendo attenzione ad evitare grossi errori che potrebbero danneggiare il telescopio.
Una volta che abbiamo il nostro obiettivo nel campo visivo, dobbiamo dire al telescopio quale dei tanti oggetti sullo schermo è quello che ci interessa. Il telescopio quindi raccoglie lo spettro di cui abbiamo bisogno per determinare se l'oggetto è o meno un quasar, e se così fosse, che tipo di quasar.
In questo particolare fine settimana, il dottor Wolf aveva pronto la lista dei candidati entro la domenica pomeriggio. Comprendeva 12 bersagli che avevano un'alta probabilità di essere quasar ad alto redshift. E ci siamo sentiti sicuri.
Ma prima, è importante capire che ci sono alcune cose che agli astronomi non piace vedere nei nostri cieli:
Ognuno di questi può impedirci di fare osservazioni accurate, o addirittura aprendo la cupola del telescopio.
Dopo aver passato ore a preparare il telescopio quella notte, eccolo lì, pieno, Luna luminosa. Era la prima volta che cercavamo di osservare durante la luna piena, e per metà della notte non abbiamo ottenuto molto.
Ma, nella seconda metà della notte, la luna si è allontanata dalla regione che ci interessava e abbiamo iniziato a elaborare la nostra lista di obiettivi.
Il telescopio Skymapper a Siding Springs. Credito:James-Gilbert/Flickr
Fu allora che trovammo il mostro affamato. Non abbiamo potuto dire immediatamente dal campo visivo del telescopio, dove sembra proprio qualsiasi altro punto luminoso nel cielo. Ma una volta che abbiamo iniziato ad analizzare lo spettrografo, ci siamo resi conto di aver trovato qualcosa di speciale.
C'erano molte emozioni. Eccitazione. Sorpresa. Ma anche se sapevamo che quello che avevamo trovato era speciale, in realtà non abbiamo scoperto fino al giorno successivo che si trattava sicuramente di un quasar ad alto redshift.
Il dottor Wolf ha passato il resto della settimana ad analizzare i dati, fare il lavoro di elaborazione, confermando le sue nuove caratteristiche e facendoci sapere che il nostro mostro affamato era, infatti, una nuova scoperta.
Quella domenica sera è stato il momento clou della mia carriera fino ad ora.
Ma segue molta preparazione da parte di molte persone. I membri del team hanno creato la migliore lista possibile degli obiettivi, e Jack e io ci sono voluti diversi anni per essere addestrati come osservatori e imparare a far funzionare i telescopi a distanza e analizzare efficacemente tutti questi dati.
Essendo una delle prime donne astronomi in Arabia Saudita, mi rende così orgoglioso di far parte di questa scoperta, e spero di essere un buon esempio per altre donne lì a studiare astronomia. Sogno di avviare un gruppo di ricerca in Arabia Saudita e collaborare con ricercatori internazionali per continuare a lavorare su progetti straordinari come questo.
Mentre queste sono le mie speranze, Non dimenticherò mai la sensazione di scoprire qualcosa di nuovo nel nostro vasto universo.