Una nuova indagine su un’oscura classe di galassie conosciuta come Compact Symmetric Objects, o CSO, ha rivelato che questi oggetti non sono del tutto ciò che sembrano. Le CSO sono galassie attive che ospitano buchi neri supermassicci nei loro nuclei. Da questi mostruosi buchi neri scaturiscono due getti che viaggiano in direzioni opposte quasi alla velocità della luce. Ma rispetto ad altre galassie che vantano getti feroci, questi non si estendono a grandi distanze:sono molto più compatti.
Per molti decenni, gli astronomi sospettarono che le CSO fossero semplicemente giovani e che i loro getti alla fine avrebbero viaggiato verso distanze maggiori. Ora lo riporto in tre diversi articoli su The Astrophysical Journal , un team di ricercatori guidato dal Caltech ha concluso che le organizzazioni della società civile non sono giovani ma conducono vite relativamente brevi.
"Queste organizzazioni della società civile non sono giovani", spiega Anthony (Tony) Readhead, il professore emerito di astronomia Robinson, che ha guidato l'indagine. "Non chiameresti giovane un cane di 12 anni anche se ha vissuto una vita più breve di un essere umano adulto. Questi oggetti sono una specie distinta tutta loro che vivono e muoiono in migliaia di anni anziché in milioni." di anni che sono comuni nelle galassie con getti più grandi."
Nei nuovi studi, il team ha esaminato la letteratura e le osservazioni passate di oltre 3.000 candidati CSO, verificandone 64 come reali e identificando altre 15 CSO. Tutti questi oggetti erano stati precedentemente osservati dal Very Long Baseline Array (VLBA) dell'Osservatorio Nazionale di Radioastronomia e alcuni erano stati osservati da altri radiotelescopi ad alta risoluzione.
"Le osservazioni VLBA sono le più dettagliate in astronomia, fornendo immagini con dettagli equivalenti alla misurazione della larghezza di un capello umano a una distanza di 100 miglia", afferma Readhead.
L'analisi del team conclude che le organizzazioni della società civile espellono i jet per 5.000 anni o meno e poi si estinguono.
"I getti CSO sono getti molto energetici ma sembrano spegnersi", afferma Vikram Ravi, assistente professore di astronomia al Caltech e coautore di uno degli studi. "I getti smettono di uscire dalla fonte."
Per quanto riguarda ciò che alimenta i getti di breve durata, gli scienziati ritengono che la causa sia un evento di distruzione mareale (TDE), che si verifica quando una singola stella si avvicina troppo a un buco nero supermassiccio e viene divorata.
"Pensiamo che una singola stella venga fatta a pezzi e tutta l'energia venga incanalata in getti lungo l'asse attorno al quale ruota il buco nero", afferma Readhead. "Il buco nero gigante inizia invisibile per noi, e poi quando consuma una stella, boom:il buco nero ha carburante e possiamo vederlo."
Readhead sospettava per la prima volta che le organizzazioni della società civile potessero essere alimentate dai TDE già negli anni '90, ma secondo lui l'idea è passata in gran parte inosservata alla comunità scientifica. "L'ipotesi è stata quasi dimenticata perché sono passati anni prima che le prove osservative cominciassero ad accumularsi per i TDE", dice. Al momento della sua ipotesi originale, erano state trovate solo tre organizzazioni della società civile.
Avanti veloce fino al 2020. Readhead, che aveva sospeso i suoi studi sulle organizzazioni della società civile per approfondire diversi problemi della radioastronomia, ha deciso che era giunto il momento di rivisitare l'argomento. Ha riunito alcuni dei suoi colleghi su Zoom e hanno deciso di esaminare la letteratura ed eliminare oggetti che erano stati erroneamente classificati come organizzazioni della società civile. Nel corso dei due anni successivi, il team ha esaminato più di 3.000 candidati CSO, restringendo il gruppo a sole decine che possedevano i criteri per essere dei veri CSO.
Alla fine, cominciò ad emergere un'immagine delle organizzazioni della società civile come una famiglia completamente distinta, con getti che si estinguono molto prima dei loro giganteschi fratelli, come quelli della potentissima Cygnus A, una galassia che spara getti estremamente potenti che brillano intensamente alle lunghezze d'onda radio. . Questi getti si estendono fino a distanze di circa 230.000 anni luce in ciascuna direzione e durano decine di milioni di anni. Al contrario, i getti CSO si estendono fino a circa 1.500 anni luce al massimo e si estinguono entro circa 5.000 anni.
Secondo gli astronomi, i getti CSO probabilmente si formano quando un buco nero supermassiccio mangia non una stella qualunque, ma una stella consistente.
"I TDE che abbiamo visto in precedenza sono durati solo pochi anni", afferma Ravi. "Pensiamo che gli straordinari TDE che alimentano le CSO durino molto più a lungo perché le stelle perturbate sono di dimensioni molto grandi, molto massicce o entrambe."
Analizzando la variegata raccolta di immagini radio della CSO, i ricercatori affermano di poter tracciare il modo in cui gli oggetti invecchiano nel tempo, quasi come guardare un album fotografico della vita di una CSO per osservare come si evolvono i suoi getti. Le CSO più giovani hanno getti più corti che sono più vicini ai buchi neri, mentre gli oggetti più vecchi hanno getti che si estendono più lontano dal buco nero.
Sebbene la maggior parte dei getti si estingua, gli scienziati stimano che uno su 100 diventerà longevo come quelli di Cygnus A. In questi rari casi, le galassie probabilmente si fondono con altre galassie, un processo turbolento che fornisce un ampio quantità di carburante.
Se le scoperte di Readhead e del suo team saranno confermate da ulteriori osservazioni, le organizzazioni della società civile forniranno una strada completamente nuova per studiare come le stelle massicce al centro delle galassie interagiscono con i buchi neri supermassicci.
"Questi oggetti costituiscono infatti una popolazione distinta con una propria origine distinta, e ora spetta a noi saperne di più su di loro e su come sono nati", afferma Readhead. "Essere in grado di studiare questi oggetti su scale temporali che vanno da anni a decenni anziché a milioni di anni ha aperto le porte a un laboratorio completamente nuovo per lo studio dei buchi neri supermassicci e delle molte sorprese inaspettate e imprevedibili che contengono."
Ulteriori informazioni: S. Kiehlmann et al, Oggetti simmetrici compatti. I. Verso un catalogo completo in buona fede, The Astrophysical Journal (2024). DOI:10.3847/1538-4357/ad0c56
S. Kiehlmann et al, Oggetti simmetrici compatti. II. Conferma di una popolazione distinta di galassie attive emesse ad alta luminosità, The Astrophysical Journal (2024). DOI:10.3847/1538-4357/ad0cc2
ACS Readhead et al, Oggetti simmetrici compatti. III. Evoluzione del ramo ad alta luminosità e possibile connessione con eventi di perturbazione delle maree, The Astrophysical Journal (2024). DOI:10.3847/1538-4357/ad0c55
Informazioni sul giornale: Giornale astrofisico
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