Rappresentazione artistica del quasar J059-4351, il nucleo luminoso di una lontana galassia alimentata da un buco nero supermassiccio. Grazie al Very Large Telescope (Vlt) dell’Eso, in Cile, questo quasar è risultato essere l’oggetto più luminoso a oggi conosciuto nell’Universo. Il buco nero supermassiccio, che si vede qui mentre attrae la materia circostante, ha una massa pari a 17 miliardi di volte quella del Sole e sta crescendo in massa l’equivalente di un Sole al giorno, il che lo rende il buco nero con la crescita più rapida mai conosciuto. Crediti: Eso/M. Kornmesser
Utilizzando il Vlt (Very Large Telescope) dell’Eso (l’Osservatorio Europeo Australe), alcuni astronomi hanno caratterizzato un quasar brillante, trovando che non solo è il più brillante della sua classe, ma anche l’oggetto più luminoso mai osservato. I quasar sono i nuclei luminosi di galassie distanti e sono alimentati da buchi neri supermassicci. La massa del buco nero di questo quasar da record cresce dell’equivalente di un Sole al giorno, rendendolo il buco nero con la crescita più rapida trovato fino a oggi.
I buchi neri che alimentano i quasar raccolgono la materia dall’ambiente circostante in un processo così energetico da emettere grandi quantità di luce, così che i quasar sono tra gli oggetti più luminosi nel cielo, permettendo che anche quelli distanti siano visibili dalla Terra. Come regola generale, i quasar più luminosi indicano i buchi neri supermassicci che crescono più rapidamente.
«Abbiamo scoperto il buco nero con la crescita più rapida finora conosciuto. Ha una massa di 17 miliardi di volte quella del nostro Sole e si nutre con poco più di un Sole al giorno. Questo lo rende l’oggetto più luminoso dell’universo conosciuto», dice Christian Wolf, astronomo all’Università nazionale australiana (Anu) e autore principale dello studio pubblicato oggi su Nature Astronomy. Il quasar, chiamato J0529-4351, è così lontano dalla Terra che la sua luce ha impiegato oltre 12 miliardi di anni per raggiungerci.
La materia attirata verso questo buco nero, sotto forma di disco, emette così tanta energia che J0529-4351 è oltre 500mila miliardi di volte più luminoso del Sole. «Tutta questa luce proviene da un disco di accrescimento caldo che misura sette anni luce di diametro: deve essere il disco di accrescimento più grande dell’universo», dice Samuel Lai, dottorando all’Anu e coautore dell’articolo. Sette anni luce equivalgono a circa 15mila volte la distanza dal Sole all’orbita di Nettuno.
E, cosa sorprendente, questo quasar da record era solo apparentemente nascosto. «È una sorpresa che sia rimasto sconosciuto fino a oggi, quando conosciamo già un milione circa di quasar meno notevoli. Finora ci ha guardato letteralmente negli occhi!», dice il coautore Christopher Onken, astronomo all’Anu. Aggiunge che questo oggetto compare nelle immagini della Schmidt Southern Sky Survey dell’Eso, risalente al 1980, ma non è stato riconosciuto come quasar fino a decenni dopo.
Trovare quasar richiede dati osservativi precisi da vaste aree del cielo. Gli insiemi dei dati risultanti sono così grandi che i ricercatori spesso utilizzano modelli di apprendimento automatico (machine learning) per analizzarli e distinguere i quasar da altri oggetti celesti. Tuttavia, questi modelli vengono addestrati su dati esistenti, il che limita i potenziali candidati a oggetti simili a quelli già noti. Se un nuovo quasar fosse più luminoso di tutti quelli osservati in precedenza, il programma potrebbe rifiutarlo e classificarlo invece come una stella non troppo distante dalla Terra.
Questa immagine mostra la regione del cielo in cui si trova il quasar J0529-4351. È stata prodotta da immagini della Digitized Sky Survey 2, mentre l’inserto mostra la posizione del quasar in un’immagine della Dark Energy Survey. Crediti: Eso/Digitized Sky Survey 2/Dark Energy Survey
Un’analisi automatizzata dei dati del satellite Gaia dell’Agenzia spaziale europea ha escluso J0529-4351 perché troppo luminoso per essere un quasar, suggerendo invece che fosse una stella. I ricercatori lo hanno identificato come un quasar distante l’anno scorso, utilizzando le osservazioni del telescopio Anu da 2,3 metri di diametro, presso l’Osservatorio di Siding Spring, in Australia. Scoprire che si trattava del quasar più luminoso mai osservato, tuttavia, ha richiesto un telescopio più grande e misure effettuate con uno strumento più preciso. Lo spettrografo X-Shooter installato sul Vlt dell’Eso nel deserto cileno di Atacama ha fornito i dati cruciali.
Il buco nero con la crescita più rapida mai osservato sarà anche un obiettivo perfetto per quando l’aggiornamento di Gravity+ installato sul VltI (l’interferometro del Vlt) dell’Eso, progettato per misurare con accuratezze la massa dei buchi neri, compresi quelli lontani dalla Terra. Inoltre, l’Elt (Extremely Large Telescope) dell’Eso, un telescopio di 39 metri di diametro in costruzione nel deserto cileno di Atacama, renderà ancora più fattibile l’identificazione e la caratterizzazione di tali oggetti sfuggenti.
Trovare e studiare i buchi neri supermassicci distanti potrebbe far luce su alcuni dei misteri dell’universo primordiale, tra cui il modo in cui essi e le galassie che li ospitano si sono formati ed evoluti. Ma non è l’unico motivo per cui Wolf li cerca. «Personalmente, mi piace semplicemente la caccia», dice. «Per qualche minuto al giorno mi sento di nuovo un bambino, mentre gioco alla caccia al tesoro, mettendo in gioco tutto quello che ho imparato da allora».
Fonte: comunicato stampa Eso
Per saperne di più:
- Leggi su Nature Astronomy l’articolo “The accretion of a solar mass per day by a 17-billion solar mass black hole”, di Christian Wolf, Samuel Lai, Christopher A. Onken, Neelesh Amrutha, Fuyan Bian, Wei Jeat Hon, Patrick Tisserand e Rachel L. Webster
Guarda il servizio video su MediaInaf Tv: