I quasar sono alcuni degli oggetti più luminosi dell'universo. I più luminosi sono così luminosi da superare le mille miliardi di stelle. Ma perché? E cosa ci dice la loro luminosità sulle galassie che li ospitano?
Per cercare di rispondere a questa domanda, un gruppo di astronomi ha dato un'altra occhiata a 28 dei quasar più brillanti e vicini. Ma per capire il loro lavoro, dobbiamo tornare un po 'indietro, iniziando con buchi neri supermassicci.
Un buco nero supermassiccio (SMBH) è un buco nero con oltre un milione di masse solari. Possono anche essere molto più grandi di quello; fino a miliardi di masse solari. Una di queste entità risiede al centro della maggior parte delle galassie, escluse le galassie nane e simili.
Sono il risultato del crollo gravitazionale di una stella massiccia e occupano un pezzo sferoidale di spazio da cui nulla può sfuggire, nemmeno la luce.
La Via Lattea ha uno di questi SMBH. Si chiama Sagittarius A-star (Sgr A *) ed è circa 2,6 milioni di masse solari. Ma Sgr A * è piuttosto tranquillo per un SMBH. Altri SMBH sono molto più attivi e sono chiamati nuclei galattici attivi (AGN.)
In un AGN, il buco nero sta attivamente accumulando materia, formando un toro di gas che si riscalda. Mentre lo fa, il gas emette radiazioni elettromagnetiche, che possiamo vedere. Gli AGN possono emettere radiazioni in tutto lo spettro elettromagnetico.
Esistono sottoclassi di AGN e un nuovo studio si è concentrato su una di quelle sottoclassi chiamate quasar. Un quasar è il tipo più potente di AGN e può brillare con la luce di un trilione di soli. Ma alcuni di questi quasar sono nascosti dietro il proprio toro, il che blocca la nostra visuale. Negli studi sui quasar, questi sono ignorati o omessi, perché sono difficili da vedere.
Ma questo crea un problema, perché ometterli dalla popolazione di quasar significa che potremmo perdere qualcosa. Significa anche che una delle domande centrali sui quasar potrebbe non essere affrontata correttamente.
La domanda è davvero articolata: questi AGN estremamente luminosi sono alimentati da un moderato accrescimento su buchi neri estremamente massicci? O sono alimentati da un'estrema accrescimento su buchi neri di massa più moderati? O forse sta succedendo qualcos'altro. Sono alimentati da una galassia ospite che passa da una galassia a forma di stella a qualcosa di più tranquillo come una galassia ellittica? Ignorando o omettendo i quasar che sono difficili da vedere, rende difficile trovare risposte.
Un team di astronomi ha esaminato 28 AGN che erano sia nelle vicinanze che tra le più luminose. Molti di loro si trovavano in galassie ellittiche. L'unico criterio per sceglierli era l'intensa attività nei loro nuclei. Le loro emissioni radio coprono fattori di decine di migliaia e anche le loro masse coprono una vasta gamma. Gli astronomi volevano scoprire se questi AGN luminosi avessero altre qualità distintive che li distinguessero dalla AGN oscurata a bassa luminosità.
Cosa hanno trovato?
I loro sono alcuni risultati intriganti e sorprendenti in questo studio. Alcuni dei risultati sembrano concordare con altri studi, mentre altri vanno controcorrente.
- Il team non ha immagini per tutte le galassie ospiti nel loro studio, ma quelle per cui hanno immagini sono tutte galassie ellittiche o almeno morfologie dominate dal rigonfiamento. Ciò è in contrasto con altri studi sui quasar a bassa luminosità e anche con l'aspettativa che almeno alcune delle 28 galassie ospiti sarebbero spirali.
- Le galassie ospiti abbracciano una gamma piuttosto ampia di masse, con una concentrazione di masse relativamente alte. Queste masse più elevate e le alte luminosità, coincidono con la trasformazione di galassie attive a forma di stella in galassie sferoidali più quiescenti.
- Esiste una grande diversità nelle emissioni radio nei 28 AGN scelti, il che significa che non esistono "caratteristiche di definizione chiare e robuste per il nostro tipo di fonti", come affermano nelle loro conclusioni.
- La gamma della luminosità dei raggi X e delle masse del buco nero non può spiegare la vasta gamma della luminosità delle onde radio.
- Le fonti più luminose e oscurate nel campione non sono alimentate né da buchi neri a bassa massa con alti tassi di accrescimento, né da grandi buchi neri di massa con bassi tassi di accrescimento.
Nella conclusione del loro documento, gli autori riassumono le loro scoperte e sembra che per ora, almeno, non ci sia una chiara spiegazione per questi quasar più luminosi che brillano con la luce di un trilione di stelle.
“Scopriamo che, come gruppo, il nostro campione di alcune delle AGN oscurate più luminose in BASS / DR1 non presenta proprietà distintive rispetto alle loro masse di buco nero, ai rapporti di Eddington e / o alle masse stellari delle loro galassie ospiti. ”
Sottolineano inoltre che le galassie ospiti sono per lo più tutte ellittiche, una scoperta sorprendente. Se questo risultato può essere corroborato da altri ricercatori, "... potrebbe fornire alcune prove indirette a sostegno dell'idea popolare secondo cui epoche di intensa crescita di SMBH sono collegate alla trasformazione di galassie da dischi (a forma di stella) a ellittiche (estinte) ( cioè, attraverso importanti fusioni). "
Ci sono 21 ricercatori dietro questo studio, presso istituzioni tra cui il Centro di astrofisica di Harvard e Smithsonian, l'Università di Tel Aviv, l'Università di Kyoto, la JPL, l'Osservatorio navale, l'ESO e molti altri. I dati per il loro studio provengono dall'indagine Swift / BAT all-sky di 70 mesi e con osservazioni usando gli osservatori Keck, VLT e Palomar. Lo studio si intitola "BAT AGN Spectroscopic Survey - XIII. La natura dell'AGN oscurato più luminoso nell'universo a bassa redshift. " È pubblicato negli Avvisi mensili della Royal Astronomical Society.
Di Più:
- Comunicato stampa: La natura dei nuclei galattici attivi oscurati
- Documento di ricerca: BAT AGN Spectroscopic Survey - XIII. La natura dell'AGN oscurato più luminoso nell'universo a bassa redshift
- Space Magazine: come possono brillare i buchi neri?
