La settimana scorsa, gli astronomi della Yale University hanno riferito di aver visto qualcosa di insolito: un faro apparentemente veloce proveniente dalle lontane aree dell'Universo è diventato silenzioso. Questa sorgente di luce reliquia, un quasar situato nella regione del nostro cielo conosciuta come l'equatore celeste, divenne inaspettatamente 6-7 volte più debole nel primo decennio del 21 ° secolo. Grazie a questo drammatico cambiamento di luminosità, gli astronomi hanno ora un'opportunità senza precedenti di studiare sia il ciclo di vita dei quasar che le galassie che un tempo chiamavano casa.
Un quasar nasce da una galassia distante (e quindi molto antica) che un tempo conteneva un buco nero supermassiccio centrale e rotante - quello che gli astronomi chiamano un nucleo galattico attivo. Questa bestia rotante ingoiava voracemente grandi quantità di gas ambiente e polvere, sollevando materiale circostante e mandandolo fuori dalla galassia a velocità vertiginose. I quasar brillano perché questi antichi getti hanno raggiunto enormi energie, dando così origine a un torrente di luce così potente che gli astronomi sono ancora in grado di rilevarlo qui sulla Terra, miliardi di anni dopo.
Ai loro tempi d'oro, alcuni nuclei galattici attivi erano anche abbastanza energici da eccitare gli elettroni più lontano dal buco nero centrale. Ma anche nel primissimo Universo, gli elettroni non potevano resistere per sempre a quel tipo di eccitazione; le leggi della fisica non lo consentono. Alla fine, ogni elettrone ritornerebbe al suo stato di riposo, rilasciando un fotone di energia corrispondente. Questo ciclo di eccitazione si è verificato più e più volte, in schemi regolari e prevedibili. Gli astronomi moderni possono visualizzare quelle transizioni - e le energie che le hanno causate - esaminando lo spettro ottico di un quasar per le caratteristiche linee di emissione a determinate lunghezze d'onda.
Tuttavia, non tutti i quasar sono uguali. Mentre gli spettri di alcuni quasar rivelano molte linee di emissione luminose e ampie a energie diverse, gli spettri di altri quasar consistono solo di una varietà debole e stretta. Fino ad ora, alcuni astronomi pensavano che queste variazioni nelle linee di emissione tra i quasar fossero semplicemente dovute a differenze nel loro orientamento rispetto alla Terra; cioè, più un quasar frontale era relativo a noi, più ampie sarebbero le linee di emissione che gli astronomi sarebbero in grado di vedere.
Ma tutto ciò è stato ora messo in discussione, grazie al nostro amico J015957.64 + 003310.5, il quasar rivelato dal team di astronomi di Yale. In effetti, ora è plausibile che il modello di linee di emissione di un quasar cambi semplicemente nel corso della sua vita. Dopo aver raccolto dieci anni di osservazioni spettrali dal quasar, i ricercatori hanno osservato il suo originale cambiamento di luminosità nel 2010. Nel luglio 2014, hanno confermato che era ancora altrettanto debole, smentendo le ipotesi che suggerivano che l'effetto era semplicemente dovuto all'intervento di gas o polvere . "A questo punto abbiamo esaminato centinaia di migliaia di quasar e ora ne abbiamo trovato uno spento", ha spiegato C. Megan Urry, coautore dello studio.
Come sarebbe potuto accadere, chiedi? Dopo aver osservato la carenza comparabile di ampie linee di emissione nel suo spettro, Urry e i suoi colleghi credono che molto tempo fa, il buco nero nel cuore del quasar fosse semplicemente andato a dieta. Dopotutto, un nucleo galattico attivo che consumava meno materiale genererebbe meno energia, dando origine a getti di particelle più deboli e meno atomi eccitati. "La fonte di alimentazione è appena diventata debole", ha dichiarato Stephanie LaMassa, il principale investigatore dello studio.
LaMassa ha continuato, "Perché il ciclo di vita di un quasar è una delle grandi incognite, catturarne uno mentre cambia, nel corso di una vita umana, è sorprendente." E poiché il ciclo di vita dei quasar dipende dal ciclo di vita dei buchi neri supermassicci, questa scoperta potrebbe aiutare gli astronomi a spiegare come si evolvono nel tempo quelli che giacciono al centro della maggior parte delle galassie, incluso il Sagittario A *, il buco nero supermassiccio nel centro della nostra Via Lattea.
"Anche se gli astronomi studiano i quasar da oltre 50 anni, è eccitante che qualcuno come me, che ha studiato i buchi neri per quasi un decennio, possa trovare qualcosa di completamente nuovo", ha aggiunto LaMassa.
La ricerca del team sarà pubblicata in un prossimo numero di Il diario astrofisico. Una prestampa della carta è disponibile qui.
