Immagine VLBA di quasar 3C 273, con il suo getto lungo che spazza via. Credito d'immagine: NRAO. Clicca per ingrandire.
Quando una coppia di ricercatori ha puntato il radiotelescopio Very Long Baseline Array (VLBA) della National Science Foundation verso un famoso quasar, hanno cercato prove a sostegno di una teoria popolare sul perché i getti superveloci di particelle che fluiscono dai quasar siano confinati in flussi ristretti. Invece, hanno avuto una sorpresa che "potrebbe rimandare i teorici ai tavoli da disegno", secondo uno degli astronomi.
"Abbiamo trovato le prove che stavamo cercando, ma abbiamo anche trovato un'ulteriore prova che sembra contraddirla", ha affermato Robert Zavala, astronomo della stazione Flagstaff, Arizona, dell'Osservatorio navale statunitense. Zavala e Greg Taylor, del National Radio Astronomy Observatory e del Kavli Institute of Particle Astrophysics and Cosmology, hanno presentato le loro scoperte all'incontro dell'American Astronomical Society a Minneapolis, Minnesota.
Si pensa che i quasar siano buchi neri supermassicci ai nuclei delle galassie, il buco nero circondato da un disco rotante di materiale che viene attirato inesorabilmente nella fauci gravitazionale del buco nero. Attraverso processi ancora non ben compresi, potenti getti di particelle vengono spinti verso l'esterno a velocità quasi superiori a quella della luce. Un popolare modello teorico afferma che le linee del campo magnetico nel disco rotante sono strettamente intrecciate e confinano le particelle in rapido movimento in stretti "getti" che scorrono dai poli del disco.
Nel 1993, l'astrofisico Roger Blandford della Stanford University e del Kavli Institute suggerì che un campo magnetico così contorto avrebbe prodotto un modello distinto nell'allineamento o polarizzazione delle onde radio provenienti dai getti. Zavala e Taylor hanno usato il VLBA, in grado di produrre le immagini più dettagliate di qualsiasi telescopio in astronomia, per cercare prove del modello previsto di Blandford in un noto quasar chiamato 3C 273.
“Abbiamo visto esattamente ciò che Blandford aveva predetto, supportando l'idea di un campo magnetico contorto. Tuttavia, abbiamo anche visto un altro modello che non è spiegato da un tale campo ", ha detto Zavala.
In termini tecnici, il campo magnetico attorcigliato dovrebbe causare un cambiamento costante, o gradiente, nella quantità con cui viene ruotato l'allineamento (polarizzazione) delle onde radio mentre si guarda attraverso la larghezza del getto. Quel gradiente si presentò nelle osservazioni VLBA. Tuttavia, con un campo magnetico attorcigliato, la percentuale di onde similmente allineate o polarizzate dovrebbe essere al suo massimo al centro del getto e diminuire costantemente verso i bordi. Invece, le osservazioni hanno mostrato che la percentuale di polarizzazione aumenta verso i bordi.
Ciò significa che, secondo gli astronomi, c'è qualcosa di sbagliato nel modello a campo magnetico attorcigliato o i suoi effetti sono slavati dalle interazioni tra il getto e il mezzo interstellare che sta attraversando. "Ad ogni modo, i teorici devono mettersi al lavoro per capire come ciò possa accadere", ha detto Zavala.
Quando è stato informato dei nuovi risultati, Blandford ha affermato che "queste osservazioni sono abbastanza buone da giustificare un ulteriore sviluppo della teoria".
Il 3C 273 è uno dei quasar più famosi in astronomia ed è stato il primo ad essere riconosciuto come oggetto molto distante nel 1963. L'astronomo Caltech Maarten Schmidt stava lavorando a un breve articolo scientifico sul 3C273 nel pomeriggio del 5 febbraio di quell'anno quando improvvisamente ha riconosciuto un modello nello spettro della luce visibile dell'oggetto che ha permesso un calcolo immediato della sua distanza. In seguito ha scritto che "Sono rimasto sbalordito da questo sviluppo ..." Pochi minuti dopo, ha detto, ha incontrato il suo collega Jesse Greenstein, che stava studiando un altro quasar, in un corridoio. Nel giro di pochi minuti scoprirono che anche il secondo era abbastanza distante. 3C 273 si trova a circa due miliardi di anni luce dalla Terra nella costellazione della Vergine, ed è visibile in telescopi amatoriali di dimensioni moderate.
Il VLBA è un sistema di dieci antenne per radiotelescopio, ciascuna con una parabola di 25 metri di diametro e un peso di 240 tonnellate. Da Mauna Kea sulla Big Island delle Hawaii a St. Croix nelle Isole Vergini americane, il VLBA si estende su oltre 5.000 miglia, fornendo agli astronomi la visione più nitida di qualsiasi telescopio sulla Terra o nello spazio. Dedicato nel 1993, il VLBA ha la capacità di vedere dettagli di dettaglio equivalenti a poter stare a New York e leggere un giornale a Los Angeles.
"La" visione "radio estremamente nitida del VLBA era assolutamente necessaria per svolgere questo lavoro", ha spiegato Zavala. "Abbiamo utilizzato le frequenze radio più elevate alle quali abbiamo potuto rilevare il getto di 3C273 per massimizzare i dettagli che potevamo ottenere e questo sforzo ha dato i suoi frutti con grande scienza", ha aggiunto.
Il National Radio Astronomy Observatory è una struttura della National Science Foundation, gestita in accordo con la cooperazione da Associated Universities, Inc.
Fonte originale: Comunicato stampa NRAO
