Quasar
I quasar (abbreviazione di QUAsi Stellar Astronomical Radiosource) sono nuclei di galassie attive, caratterizzati da un’enorme emissione di energia. Al loro centro si trova un buco nero supermassiccio, che può raggiungere masse di miliardi di volte quella del Sole.
Appaiono come piccole stelle se osservati al telescopio, ma in realtà sono nuclei galattici estremamente attivi e potenti, alimentati da buchi neri supermassicci.
I quasar appartengono alla famiglia degli AGN (Nuclei Galattici Attivi).
Nonostante le loro dimensioni relativamente contenute, la loro luce può superare la luminosità di intere galassie. Sono tra gli oggetti più luminosi dell’universo.
Il materiale (gas e polveri) che cade verso il buco nero forma un disco di accrescimento che converte la materia in energia con un rendimento estremamente elevato, fino a circa il 50% della massa viene trasformata in energia radiante. E' molto più alto rispetto alla fusione nucleare delle stelle.
L’attrito e la compressione nel disco riscaldano il gas a temperature elevatissime, generando intense radiazioni in tutte le lunghezze d’onda dello spettro elettromagnetico.
Ad esempio, il quasar 3C 273, uno dei più famosi, brilla di una luce talmente intensa che, nonostante si trovi a circa 2,4 miliardi di anni luce, è visibile anche con piccoli telescopi.
Molti quasar emettono anche getti relativistici: fasci di particelle che si estendono per milioni di anni luce dai poli del buco nero.
Nota. Le immagini radio di quasar come 3C 273 mostrano lunghissimi getti di particelle che si propagano nello spazio intergalattico, liberando un'enorme quantità di energia dal nucleo galattico.
La scoperta dei primi quasar
I quasar furono scoperti negli anni ’60. Inizialmente apparivano come punti luminosi simili a stelle nelle osservazioni radio.
Tuttavia, lo studio degli spettri rivelò che la loro luce era spostata verso il rosso (redshift), segno di una velocità elevata e di enormi distanze.
Il primo quasar identificato fu 3C 273, osservato nel 1963 dall’astronomo Maarten Schmidt.
I quasar sono veri fari cosmici: la loro luce ha viaggiato per miliardi di anni, permettendoci di osservare l’universo com’era nelle sue fasi iniziali.
Molti quasar si trovano tra 5 e 13 miliardi di anni luce dalla Terra. Quindi, la loro luce percorre molto spazio e molto tempo prima di giungere sul nostro pianeta.
Il quasar più distante conosciuto, ULAS J1120+0641, è stato osservato com’era appena 770 milioni di anni dopo il Big Bang, a una distanza di circa 28,85 miliardi di anni luce considerando l’espansione dell’universo.
Questo permette agli astronomi di studiare la composizione chimica delle nuvole di gas intergalattico attraversate dalla loro luce, svelando così la storia evolutiva dell’universo.
In altre parole, questi oggetti ci raccontano la storia dell’universo e ci permettono di gettare lo sguardo su epoche remote, quando le prime galassie e buchi neri si stavano formando.
Ad esempio, gli spettri dei quasar mostrano righe di assorbimento causate da nuvole di idrogeno presenti tra il quasar e la Terra, fornendo una mappa tridimensionale dell’universo giovane.
I quasar emettono radiazioni in tutto lo spettro elettromagnetico: radio, infrarosso, luce visibile, ultravioletti, raggi X e raggi gamma.
Tuttavia, meno dell’1% dei quasar è particolarmente luminoso nella banda radio e la maggior parte viene identificata attraverso emissioni ultraviolette.
Inoltre, la loro luminosità varia rapidamente nel tempo, il che indica dimensioni relativamente compatte.
Ad esempio, alcuni quasar variano la loro luminosità anche in pochi giorni, segno che la regione emissiva non può estendersi oltre qualche anno luce (la luce impiegherebbe troppo tempo a percorrere distanze maggiori).
Formazione e ciclo di vita
I quasar si formano spesso a seguito di collisioni tra galassie, eventi che spingono grandi quantità di gas verso il buco nero centrale.
Questa fase di intensa attività dura finché c’è materiale da divorare.
Quando il gas vicino al buco nero si esaurisce, il quasar si spegne e la galassia ospite ritorna a uno stato più tranquillo.
Molti astronomi ritengono che anche la nostra Via Lattea possa aver ospitato un quasar attivo nel suo passato.
Nota. L'osservazione di galassie con buchi neri inattivi ma supermassicci suggerisce che molti di questi siano dei resti di quasar ormai spenti, pronti però a riaccendersi se nuove collisioni galattiche forniranno altro gas da ingurgitare.
Le dimensioni dei quasar
Nonostante la loro incredibile luminosità, i quasar hanno dimensioni relativamente contenute:
Possono estendersi solo per pochi anni luce, a volte con una scala simile a quella del Sistema Solare.
Il disco di accrescimento di un quasar può misurare solo poche centinaia di miliardi di chilometri, pur sprigionando luce pari a quella di centinaia di miliardi di stelle.
E così via.
