Utilizzando l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Cile, un team internazionale di astronomi ha effettuato osservazioni di HSC J120505.09-000027.9, il quasar rosso più distante finora rilevato e ha scoperto che mostra un'emissione estesa di carbonio ionizzato. La scoperta è riportata in un articolo pubblicato il 4 gennaio su arXiv.org.

quasar, o oggetti quasi stellari (QSO), sono nuclei galattici attivi (AGN) estremamente luminosi contenenti buchi neri centrali supermassicci con dischi di accrescimento. I loro spostamenti verso il rosso sono misurati dalle forti righe spettrali che dominano i loro spettri visibile e ultravioletto. Alcuni QSO sono arrossati dalla polvere, quindi soprannominato quasar rossi. Questi oggetti hanno una quantità non trascurabile di estinzione della polvere, ma non sono completamente oscurati.

Gli astronomi sono particolarmente interessati allo studio dei quasar ad alto redshift (con redshift superiore a 5,0) in quanto sono gli oggetti compatti più luminosi e più distanti nell'universo osservabile. Gli spettri di tali QSO possono essere utilizzati per stimare la massa dei buchi neri supermassicci che vincolano i modelli di evoluzione e formazione dei quasar. Perciò, i quasar ad alto redshift potrebbero servire come un potente strumento per sondare l'universo primordiale.

Ad un redshift di 6,72 e con arrossamento della polvere a livello di, HSC J120505.09-000027.9 (J1205-0000 in breve) è il quasar rosso più distante conosciuto fino ad oggi e l'unico quasar rosso ad alto redshift finora identificato. Osservazioni precedenti hanno scoperto che il quasar mostra anche importanti linee di assorbimento larghe (BAL), indicando l'esistenza di deflussi nucleari veloci.

Per ottenere maggiori informazioni su questi deflussi nucleari da J1205-0000 e per comprendere meglio l'emissione da questa fonte in generale, un gruppo di astronomi guidati da Takuma Izumi dell'Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone ha eseguito [C II] osservazioni di emissione in linea di 158 µm e nel lontano infrarosso (FIR) verso questo quasar utilizzando ALMA.

"Abbiamo osservato la linea [C II] spostata verso il rosso e l'emissione continua FIR di J1205-0000 nella banda 6 il 26 febbraio, 2020, con 41 antenne. Le nostre osservazioni sono state condotte in un unico puntamento con un campo visivo di 24′′ di diametro, " scrivono i ricercatori sul giornale.

Lo studio ha rilevato che l'emissione C II è spazialmente più estesa (su scale di oltre 16, 300 anni luce) rispetto all'emissione continua FIR. La luminosità della linea CII è a un livello di 1,9 miliardi di luminosità solari, mentre l'emissione continua FIR sembra essere più luminosa, con una luminosità di circa 2,7 trilioni di luminosità solari.

I valori di luminosità ottenuti hanno permesso al team di calcolare il limite superiore per il tasso di formazione stellare (SFR) della galassia ospite di J1205-0000. Hanno scoperto che l'SFR non dovrebbe superare le 575 masse solari all'anno.

L'origine dell'emissione C II spazialmente estesa rilevata è ancora incerta. Secondo gli autori del documento, le possibili spiegazioni includono galassie compagne/unite e deflussi freddi. Hanno aggiunto che entrambi gli scenari si adattano bene allo scenario dell'evoluzione delle galassie indotta dalla fusione.

"Se la struttura estesa è dovuta a (più) galassie compagne/unite, ciò indica che questo quasar rosso emerge effettivamente con un evento di fusione. [...] Se la struttura estesa è dovuta a deflussi freddi, possiamo sostenere che questo quasar rosso è in una fase di transizione chiave da uno starburst polveroso soffiando nel mezzo circostante, " hanno concluso gli astronomi.

© 2021 Science X Network