Utilizzando le capacità uniche del telescopio spaziale Hubble della NASA, un team di astronomi guidato da Nahum Arav della Virginia Tech ha scoperto i flussi più energetici mai visti nell'universo.

I deflussi provengono dai quasar e attraversano lo spazio interstellare in modo simile agli tsunami sulla Terra, scatenando il caos nelle galassie in cui risiedono i quasar. I quasar sono i brillanti, nuclei compatti di galassie lontane che possono brillare 1, 000 volte più luminose delle loro galassie che ospitano centinaia di milioni di stelle. I loro motori centrali sono buchi neri supermassicci pieni di polvere che cade, gas, e stelle, disse Arav, professore presso il Dipartimento di Fisica, parte del Virginia Tech College of Science.

I quasar si creano quando un buco nero divora la materia, emettendo così radiazioni intense. Spinto dalla forte pressione delle radiazioni del buco nero, le esplosioni concussive spingono il materiale lontano dal centro della galassia verso deflussi che accelerano a velocità mozzafiato che sono una piccola percentuale della velocità della luce, disse Arav.

"Questi deflussi sono cruciali per la comprensione della formazione delle galassie, "Ha detto Arav. "Stanno spingendo centinaia di masse solari di materiale ogni anno. La quantità di energia meccanica trasportata da questi flussi in uscita è fino a diverse centinaia di volte superiore alla luminosità dell'intera galassia della Via Lattea".

I risultati appaiono nel numero di marzo di Supplementi per riviste astrofisiche . Il team di ricerca di Arav comprende il ricercatore post-dottorato Timothy Miller e lo studente di dottorato Xinfeng Xu, entrambi della Virginia Tech, così come Gerard Kriss e Rachel Plesha dello Space Telescope Science Institute di Baltimora, Maryland.

I venti di quasar si diffondono attraverso il disco della galassia, materiale violentemente travolgente che altrimenti avrebbe formato nuove stelle. Le radiazioni spingono il gas e la polvere a distanze molto maggiori di quanto gli scienziati pensassero in precedenza, creando un evento in tutta la galassia, secondo lo studio.

Mentre questo tsunami cosmico colpisce il materiale interstellare, la sua temperatura sale a miliardi di gradi, dove il materiale si illumina in gran parte ai raggi X, ma anche ampiamente in tutto lo spettro luminoso. Chiunque assistesse a questo evento vedrebbe un fantastico spettacolo di fuochi d'artificio. "Riceverai un sacco di radiazioni prima nei raggi X e nei raggi gamma, e poi percolerà alla luce visibile e infrarossa, "Ha detto Arav. "Avresti un enorme spettacolo di luci, come alberi di Natale in tutta la galassia."

La simulazione numerica dell'evoluzione delle galassie suggerisce che tali flussi in uscita possono spiegare alcuni importanti enigmi cosmologici, ad esempio perché gli astronomi osservano così poche grandi galassie nell'universo e perché esiste una relazione tra la massa della galassia e la massa del suo buco nero centrale. Questo studio mostra che tali potenti deflussi di quasar dovrebbero essere prevalenti nell'universo primordiale.

"Sia i teorici che gli osservatori sanno da decenni che esiste un processo fisico che blocca la formazione stellare nelle galassie massicce, ma la natura di quel processo è rimasta un mistero. Mettere i deflussi osservati nelle nostre simulazioni risolve questi problemi in sospeso nell'evoluzione galattica, " ha detto Geremia P. Ostriker, un eminente cosmologo alle università della Columbia e di Princeton. (Ostriker non è stato coinvolto in questo studio.)

Oltre a misurare i quasar più energetici mai osservati, il team ha anche scoperto un altro deflusso che accelera più velocemente di qualsiasi altro. Il deflusso è aumentato da quasi 43 milioni di miglia all'ora a circa 46 milioni di miglia all'ora in un periodo di tre anni. Gli scienziati ritengono che la sua accelerazione continuerà ad aumentare con il passare del tempo.

"C'erano così tante scoperte nei dati che mi sono sentito come un bambino in un negozio di caramelle, " ha aggiunto Miller.

Gli astronomi sono stati in grado di registrare la velocità vertiginosa del gas accelerato dal vento quasar osservando le "impronte digitali" spettrali della luce del gas incandescente. I dati dell'ultravioletto di Hubble mostrano che queste caratteristiche di assorbimento sono state spostate nello spettro a causa del rapido movimento del gas nello spazio. Ciò è dovuto all'effetto Doppler, dove il movimento di un oggetto comprime o allunga le lunghezze d'onda della luce a seconda che si avvicini o si allontani da noi. Solo Hubble ha la sensibilità all'ultravioletto per ottenere le osservazioni necessarie che portano a questa scoperta, secondo la Nasa.