Un team internazionale di astrofisici ha osservato per la prima volta che il getto di un quasar è meno potente sulle lunghe lunghezze d'onda radio di quanto previsto in precedenza. Questa scoperta fornisce nuove informazioni sull'evoluzione dei getti quasar. Hanno fatto questa osservazione usando il telescopio internazionale Low Frequency Array (LOFAR), che ha prodotto immagini radio ad alta risoluzione del quasar 4C+19.44, situato a oltre 5 miliardi di anni luce dalla Terra.

Buchi neri supermassicci molti milioni di volte più massicci del sole risiedono nelle regioni centrali delle galassie. Diventano ancora più grandi attirando e consumando gas e polvere nelle vicinanze. Se consumano materiale rapidamente, la materia in caduta risplende brillantemente e la fonte è conosciuta come quasar. Parte di questa materia in caduta non viene digerita, ma invece viene espulso sotto forma di cosiddetti getti che perforano la galassia circostante e nello spazio intergalattico per milioni di anni luce. Questi getti, brillando alle lunghezze d'onda radio, sono composti da particelle accelerate fino a quasi la velocità della luce, ma il modo esatto in cui queste particelle raggiungono energie non raggiungibili sulla Terra deve ancora essere completamente risolto.

La scoperta sul quasar 4C+19.44 fornisce nuove intuizioni sull'equilibrio tra l'energia nel campo che circonda il quasar e quella che risiede nel getto del quasar. Questa scoperta indica che il fenomeno deriva da una proprietà intrinseca della sorgente piuttosto che da effetti di assorbimento. Implica che il budget energetico disponibile per accelerare le particelle e l'equilibrio tra l'energia immagazzinata nelle particelle e nel campo magnetico è inferiore al previsto.

"Si tratta di una scoperta importante che verrà utilizzata negli anni a venire per migliorare le simulazioni dei getti. Abbiamo osservato per la prima volta una nuova firma dell'accelerazione delle particelle nella potenza emessa dai getti di quasar a lunghe lunghezze d'onda radio, un comportamento inaspettato che cambia il nostro interpretazione della loro evoluzione, " ha affermato il Prof. Francesco Massaro dell'Università di Torino. "Questo è stato già scoperto in altre fonti cosmiche, ma non era mai stato osservato prima nei quasar."

Il team internazionale di astrofisici ha osservato il getto del quasar 4C+19.44 a brevi lunghezze d'onda radio, alla luce visibile, e lunghezze d'onda dei raggi X. L'aggiunta delle immagini LOFAR ha permesso agli astrofisici di fare questa scoperta. LOFAR è la prima struttura radio che opera a lunghe lunghezze d'onda radio, che produce immagini nitide con una risoluzione simile a quella del telescopio spaziale Hubble.

"Siamo stati in grado di eseguire questo esperimento grazie alla più alta risoluzione mai raggiunta a queste lunghe lunghezze d'onda radio, reso possibile da LOFAR." Ha affermato il dott. Adam Deller, un astrofisico della Swinburne University of Technology che ha contribuito all'analisi dei dati LOFAR e all'imaging di 4C +19.44 mentre era all'ASTRON nei Paesi Bassi, cuore della collaborazione LOFAR.

Dottor Raymond Oonk, un astronomo all'ASTRON e alla Leiden University e il dottor Javier Moldon, astronomo presso l'Università di Manchester, ha spiegato che "Abbiamo sviluppato nuove tecniche di calibrazione per LOFAR e questo ci ha permesso di separare strutture radio compatte nel getto di quasar note come nodi radio, e misurare la loro luce emessa. Questo risultato è stato inaspettato, e richiede indagini più approfondite. Presto arriveranno nuove intuizioni e indizi sull'accelerazione delle particelle, grazie alle stazioni internazionali di LOFAR."

L'osservazione eseguita sul getto radio di 4C+19.44 è stata progettata dal Dr. D. E. Harris, relatore del Prof. Francesco Massaro, mentre lavorava all'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics diversi anni fa. Ha eseguito l'osservazione in collaborazione con la Dott.ssa Raffaella Morganti ei suoi amici e colleghi dell'ASTRON. Ha avuto solo l'opportunità di vedere i risultati preliminari, deceduto il 6 dicembre 2015. Questa pubblicazione, pubblicato nel primo numero di marzo del Giornale Astrofisico , è in ricordo della sua carriera, che ha attraversato gran parte della storia della radioastronomia.