Un gruppo di ricercatori guidati da Paula Sánchez-Sáez, uno studente di dottorato presso il Dipartimento di Astronomia dell'Universidad de Chile, è riuscito a determinare che il tasso di variabilità della luce emessa dal materiale inghiottito dai buchi neri supermassicci nei nuclei delle galassie attive è determinato dal tasso di accrescimento, questo è, quanta materia stanno "mangiando".

"La luce emessa dal materiale che sta cadendo (la sua luminosità) cambia molto nel tempo, senza uno schema stabile, quindi diciamo che mostrano variabilità. Sappiamo che varia, ma ancora non sappiamo chiaramente perché. Se si osservano altri oggetti, come stelle o galassie prive di nuclei attivi, la loro luminosità è costante nel tempo, ma se osserviamo le galassie con nuclei attivi la loro luminosità aumenta e diminuisce, ed è completamente imprevedibile. Abbiamo studiato come l'ampiezza di questa variazione nella luce emessa (o in parole semplici, l'ampiezza della variabilità) è correlata, con la luminosità media emessa dall'AGN, la massa del buco nero supermassiccio, e il tasso di accrescimento dell'AGN (che corrisponde a quanto materiale consuma il buco nero in un anno). I risultati della nostra analisi mostrano che, contrariamente a quanto si credeva, l'unica proprietà fisica importante per spiegare l'ampiezza della variabilità è il tasso di accrescimento dell'AGN, " spiega il giovane ricercatore.

Lo studio ha determinato che esiste solo una proprietà fisica che potrebbe prevedere la variabilità di questi oggetti:il tasso di accrescimento. "Questo non è altro che la quantità di materiale che sta cadendo in questo buco nero supermassiccio. Quindi, se è a dieta, o se sta deglutendo molto o se non entra più nella sua bocca... questo determinerà se variano molto o poco. E ciò che rileviamo è che meno ingoiano, più variano, " spiega Paulina Lira, un accademico del Dipartimento di Astronomia dell'Universidad de Chile, e ricercatore presso il CATA Center for Excellence in Astrofisica.

Per Paula Sánchez-Sáez, primo autore dello studio, l'importanza di questa scoperta è cercare di chiarire quale sia il meccanismo fisico dietro questa variabilità, una delle caratteristiche più intrinseche dei nuclei galattici attivi. "I risultati ottenuti in questo studio sfidano il vecchio paradigma secondo cui l'ampiezza della variabilità dell'AGN dipendeva principalmente dalla luminosità dell'AGN. Questo è stato creduto perché misurare la massa dei buchi neri non è sempre possibile, quindi la misurazione dei tassi di accrescimento potrebbe essere eseguita con precisione solo per pochi oggetti, ma con i dati SDSS è stato possibile misurare queste proprietà fisiche per un campione dell'ordine di 2, 000 oggetti, che sono stati osservati anche dall'indagine di variabilità AGN QUEST-La Silla. Inoltre, dalla nostra indagine sulla variabilità, siamo stati in grado di ottenere curve di luce di ottima qualità per un ampio campione di oggetti, così potremmo studiare la variabilità di ogni oggetto in modo indipendente, che non era possibile prima per un ampio campione di AGN. Combinando il fatto che abbiamo avuto misurazioni precise delle proprietà fisiche dell'AGN, oltre ad una buona caratterizzazione della variabilità dei singoli AGN, potremmo determinare che il fattore principale che determina l'ampiezza della variabilità è il tasso di accrescimento, o in parole più tecniche il rapporto di Eddington, " lei dice.

I dati utilizzati in questo lavoro provengono da due fonti. Per l'analisi della variabilità hanno utilizzato i dati del QUEST-La Silla AGN Variability Survey (guidato da Paulina Lira), realizzata tra il 2010 e il 2015, osservando 5 campi extragalattici. Per lo studio delle proprietà fisiche dell'AGN, hanno utilizzato i dati spettrali pubblici della Sloan Digital Sky Survey (SDSS).

Nel futuro, i ricercatori cercheranno di studiare la scala temporale della variabilità di questi nuclei galattici attivi. "Un'altra proprietà molto importante è la scala temporale della variabilità di questi oggetti. Per misurare accuratamente questa proprietà abbiamo bisogno di curve di luce con una copertura di più di 10 anni. Quindi dobbiamo aspettare fino a futuri sondaggi, come il Large Synoptic Survey Telescope (LSST), fornire più dati fotometrici, quindi possiamo combinare questi dati con i nostri dati dell'indagine sulla variabilità AGN QUEST-La Silla per estendere le nostre curve di luce a un ordine di 20 anni, "dice Paola.