Osservare il centro di un nucleo galattico attivo (Agn) molto lontano emettere radiazione elettromagnetica – un fenomeno che gli astronomi chiamano quasar, da quasi-stellar radio source – non capita tutti i giorni. Figuriamoci osservarne due “vicini”. Per farlo occorre innanzitutto che qualcosa induca la doppia emissione da parte degli enormi buchi neri supermassici al centro delle due galassie attive, per esempio un evento di fusione: un’interazione che avvia la formazione di nuove stelle e la rapida alimentazione dei rispettivi buchi neri, i quali per tutta risposta rilasciano entrambi così tanta luce da poter eclissare quella delle galassie che li ospitano. Quando ciò accade, le due galassie attive vicine emetteranno entrambe radiazione elettromagnetica in grande quantità. Gli astronomi si riferiscono a queste sorgenti come quasar doppi. Rilevarli non è tuttavia semplice: è necessario effettuare osservazioni che coprano un’area abbastanza ampia del cielo e utilizzare strumenti che abbiano una risoluzione tale da separare la luce emessa dalle due sorgenti in stretta vicinanza.
Sdss J141637.44+003352.2, uno dei tre quasar doppi identificati nello studio. I due quasar che formano la coppia (A e B) distano l’uno dall’altro 13mila anni luce. Crediti: Silverman et al., 2020
Un team di astronomi, utilizzando l’Hyper Suprime-Cam (Hsc) montata sul telescopio giapponese Subaru, alle Hawaii, complice la fortuna di osservare al momento giusto nei posti giusti, è riuscito nell’impresa osservando non uno, bensì tre doppi quasar.
«Per semplificare il lavoro, abbiamo iniziato esaminando i 34476 quasar identificati con la Sloan Digital Sky Survey nei dati di imaging ottenuti con la Hsc per individuare quelli che avevano due (o più) centri distinti», spiega John Silverman, ricercatore al Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe, negli Usa, e primo autore dell’articolo, pubblicato su The Astrophysical Journal, che riporta i risultati della ricerca. «Onestamente, non abbiamo iniziato le ricerche cercando quasar doppi», aggiunge il ricercatore. «Stavamo esaminando le immagini di questi quasar luminosi per determinare in quale tipo di galassie preferiscano risiedere, quando abbiamo iniziato a vedere casi con due sorgenti ottiche nei loro centri, dove ce ne aspettavamo solo una».
Il team ha così identificato 421 possibili doppi quasar. C’era tuttavia la possibilità che molti di questi fossero falsi positivi. Utilizzando i telescopio Keck-I dell’osservatorio W.M. Keck e il Gemini-North Telescope per cercare i segni distintivi di queste sorgenti, ovvero la firma di gas che in ogni oggetto della coppia si muoveva a migliaia di chilometri al secondo sotto l’influenza di un buco nero supermassiccio, Silverman e il suo team hanno confermato spettroscopicamente, tra tutti possibili candidati, tre doppi quasar: Sdss J084710.40-001302.6, già noto (Inada et al. 2008), Sdss J121405.12+010205.1 ed Sdss J141637.44+003352.2, scoperti in questo studio per la prima volta. Quest’ultimo, lo vedete nella figura in alto, è un doppio quasar costituito da due sorgenti (A e B) distanti 13mila anni luce l’una dall’altra e posizionate vicino al centro della nuova galassia risultante dalla fusione, la cui luce ha impiegato 4,7 miliardi di anni per giungere fino a noi.
Sulla base delle loro osservazioni, il team stima che lo 0.3 per cento di tutti i quasar abbia attualmente due buchi neri supermassicci nella fase quasar. Una percentuale bassa: è il motivo per cui finora sono state trovate così poche sorgenti simili in ricerche passate.
Per saperne di più:
- Leggi su The Astrophysical Journal l’articolo “Dual Supermassive Black Holes at Close Separation Revealed by the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program”, di John D. Silverman, Shenli Tang, Khee-Gan Lee, Tilman Hartwig, Andy Goulding, Michael A. Strauss, Malte Schramm, Xuheng Ding, Rogemar A. Riffel, Seiji Fujimoto, Chiaki Hikage, Masatoshi Imanishi, Kazushi Iwasawa, Knud Jahnke, Issha Kayo, Nobunari Kashikawa, Toshihiro Kawaguchi, Kotaro Kohno, Wentao Luo, Yoshiki Matsuoka, Yuichi Matsuda, Tohru Nagao, Masamune Oguri, Yoshiaki Ono, Masafusa Onoue, Masami Ouchi, Kazuhiro Shimasaku, Hyewon Suh, Nao Suzuki, Yoshiaki Taniguchi, Yoshiki Toba, Yoshihiro Ueda e Naoki Yasuda.