Gli astrofisici dell'Università di Bath hanno sviluppato un nuovo metodo per individuare la posizione di oggetti extragalattici estremamente rari. Sperano che la loro tecnica per trovare "quasar dall'aspetto mutevole" porterà gli scienziati un passo più vicino a svelare uno dei più grandi misteri dell'universo:come crescono i buchi neri supermassicci. Si ritiene che i quasar siano responsabili della regolazione della crescita dei buchi neri supermassicci e delle loro galassie ospiti.

Un quasar è una regione di spettacolare luminosità al centro di una galassia, alimentato da un buco nero supermassiccio, il più grande tipo di buco nero, con una massa che supera quella del nostro sole di milioni o miliardi. C'è un buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea.

I quasar che cambiano aspetto passano rapidamente da uno stato di alta luminosità a uno di bassa luminosità, e gli scienziati devono ancora capire perché. Quando la luminosità viene ridotta, un quasar è troppo debole per essere visto sullo sfondo della galassia ospite, rendendo difficile per gli scienziati spaziali trovarlo o il buco nero supermassiccio a cui è collegato.

Il nuovo metodo di rilevamento consentirà ai ricercatori di trovare quasar che subiscono cambiamenti estremi di luminosità, e quindi creare un censimento più completo dei buchi neri supermassicci. Il prossimo passo sarà studiare le cause degli interruttori di luminosità, per dare agli scienziati una migliore comprensione di come crescono i buchi neri supermassicci. Da questa, è probabile che emergano indizi sulla catena di eventi che danno origine alla crescita delle galassie, poiché l'energia prodotta dai buchi neri supermassicci può influenzare il destino delle galassie.

Astrofisica Dott.ssa Carolin Villforth, chi è stato coinvolto nella ricerca, ha dichiarato:"Questi quasar e questi buchi neri supermassicci sono estremamente importanti per l'evoluzione delle galassie:più ne impariamo, più capiamo come influenzano la crescita delle galassie".

Cosa sono esattamente i quasar?

I quasar sono la fonte di luce persistente più luminosa dell'universo. Molte galassie, compreso il nostro, si pensa di averne uno, e gli astrofisici ne hanno individuati più di un milione in totale.

I quasar si formano quando la materia gassosa viene attirata dalle forze di gravitazione verso un buco nero supermassiccio. Quando questo gas si avvicina al buco nero, forma un "disco di accrescimento" che orbita attorno al buco nero. L'energia viene rilasciata dal disco sotto forma di radiazione elettromagnetica, ed è questa radiazione che produce la luminosità del quasar.

Il disco di accrescimento è circondato da uno spesso, ciambella polverosa che oscura gran parte dell'emissione del quasar. Poiché la struttura polverosa è molto grande, il livello di oscuramento non dovrebbe cambiare sui tempi umani, tuttavia un quasar dall'aspetto mutevole può sembrare passare rapidamente da luminoso a scuro (entro un anno umano), il che sarebbe molto sorprendente se fosse vero. La creazione di un elenco più completo di quasar che cambiano aspetto sarebbe un passo importante verso la comprensione delle ragioni alla base di queste apparenti transizioni.

I precedenti sforzi per identificare i quasar che cambiano aspetto si sono basati sulla variabilità in un'ampia gamma di lunghezze d'onda, una tecnica chiamata variabilità fotometrica, che è noto per la mancanza di quasar a luminosità inferiore. I ricercatori di Bath hanno utilizzato dati spettroscopici per valutare i cambiamenti in intervalli di lunghezze d'onda molto piccoli, consentendo loro di rilevare quasar che cambiano aspetto che erano state perse dalle ricerche fotometriche. Utilizzando questa tecnica, hanno individuato quattro quasar dall'aspetto mutevole a milioni di anni luce dalla terra. Tutti e quattro erano troppo deboli per essere rilevati dalle ricerche fotometriche. I precedenti tentativi di identificazione avevano trovato solo due di questi quasar nella stessa area.

Ex studente di MPhys a Bath, Bart Pott, che ha condotto la ricerca, ha spiegato:"Abbiamo preso un set di dati precedente e applicato il nostro nuovo metodo per vedere se potevamo identificare nuovi quasar mutevoli che altri avevano perso. Questo ci ha fornito un set più ampio di quasar dall'aspetto mutevole per ulteriori studi, e convalidato che la nostra metodologia era più sensibile di altre, che era fantastico. Dimostra che la nostra metodologia è più sensibile alla luminosità più debole".

E ha aggiunto:"Alla fine, questa scoperta darà qualcosa alla comunità accademica che studia i quasar. Aiuterà altri ad approfondire la loro ricerca sul perché questo specifico tipo di quasar passa attraverso gli interruttori di luminosità. Stiamo aiutando la nostra comunità a trovare risposte importanti a grandi domande".

"Una ricerca sistematica di quasar che cambiano aspetto in SDSS-II utilizzando spettri di differenza" è pubblicata in Astronomia e astrofisica .